Синтетические материалы
15.11.10 16:57

Такими материалами называются вещества, обладающие заранее заданными качествами прочности, теплостойкости, химической устойчивости, электроизоляционными и другими свойствами. Эти вещества изготовляются из других, более простых веществ химическим методом, так называемым методом органического синтеза. Синтетические материалы представляют собой высокомолекулярные органические соединения — полимеры.

Вещества, из которых они изготовляются составляются из гигантских, в каждой из которых в определенной системе и последовательности связаны сотни и тысячи атомов. Такие гигантские молекулы химически синтезируют из небольших молекул весьма распространенных веществ. Исходным сырьем для синтетических материалов являются продукты сухой перегонки (коксования) угля, возгонки нефти, переработки древесины. Этих материалов огромное количество, так как они в большинстве своем являются отходами производства, (солома, отходы хлопка и т. д).

Одним из видов синтетических материалов является синтетическое волокно. Искусственные синтетические волокна перестали считаться заменителями естественных волокон; качество их нередко превосходит качество природных волокон, так как они во влажном состоянии не теряют прочности.

К синтетическим волокнам, применяемым в технике, относятся, например, капрон, лавсан. Из них изготовляются приводные ремни, транспортерные ленты, специальные технические ткани и электротехнические изделия. Другим видом синтетических материалов является синтетический каучук. Изготовляются десятки сортов этого каучука. Исходным продуктом для него служит этилен нефтяных газов или этиловый спирт. Имеются виды синтетического каучука, по ряду свойств превышающие натуральный или обладающие новыми свойствами. Например, некоторые виды каучука надежно работают при температурах 250—300°.

Важным видом синтетических материалов являются пластические массы, получаемые из синтетических смол с добавками красителей и удешевляющих наполнителей. Пластмассы и синтетические смолы часто имеют более высокие качества, чем металлы, стекло, керамика. Они имеют меньший вес, устойчивы против коррозии, хорошо сопротивляются воздействию кислот и часто более прочны и дешевы. Из них в настоящее время изготовляются не только посуда, детали машин, клей, изоляционные материалы, но также корпуса судов, детали зданий и сооружений. Некоторые пластмассы обладают особыми свойствами. Пластмассовые подшипники не требуют смазки, а шестерни прочны и работают бесшумно.

Различают пластмассы композиционные, слоистые и литые. Композиционные пластмассы изготовляются в виде порошка и волокнистых масс. Они содержат в качестве наполнителей древесную муку, текстильные асбестовые волокна. Наполнителями для слоистых пластиков служат ткани, бумага и шпон.

Главными способами производства деталей из пластмасс являются горячее прессование (из порошков, волокнистых пластиков) и литье под давлением. Поскольку промышленность выпускает различные пресспорошки, то из них в заводских условиях могут быть спрессованы детали почти любой конфигурации. Для этого требуется разработать и изготовить конструкцию пресс-формы и подобрать подходящий по физико-механическим свойствам порошок или массу. Особенно удобны прессовочные массы, выпускаемые по ГОСТ 8697. Из слоистых пластиков, поставляемых в виде листов, полос, стержней, труб и литых пластмасс, детали изготовляются механической обработкой.

Изготовление деталей и заготовок из пластмассовых полуфабрикатов (порошки, смолы) производится на основе использования из важного свойства — полимеризации, обеспечивающей затвердевание и упрочнение пластмассы. Для этого требуется повысить температуру (обычно до 250—300°) и давление (спрессовать). Имеются пластмассы самозатвердевающие, например стирокрил. Затвердевание происходит в процессе смешивания порошка (полимера) с жидкостью (мономером).

Таблица 151. Свойства и стоимость некоторых пластмасс

Стирокрил имеет высокие механические свойства (табл. 151), сцепляемость с металлом и применяется для восстановления изношенных и забракованных деталей путем заливки их. Физико-механические свойства некоторых пластмасс приведены в табл. 151, а область их применения — в табл. 152.

Таблица 152. Применение пластических масс