Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов, страница 12

Плотность полученного материала 10...30 кг/м3, поры закрытые, 98% объема составляет воздух. Пенополистирол радиопрозрачен. По такой технологии могут заполняться различные полости между металлическими, угле- или стеклопластиковыми оболочками с целью звуко- и теплоизоляции, увеличения плавучести и т.д.

Недостатками материала являются растворимость в бензине, бензоле и горючесть.Пенополивинилхлорид не поддерживает горения, но обладает более низкими диэлектрическими свойствами по сравнению с пенополистиролом. Применяется он в основном в качестве легкого заполнителя для тепло- и звукоизоляции.80Пенополиуретановые материалы получают из жидких компонентов – смеси полиспиртов и диизоцианатов. В зависимостиот технологии можно получить мягкие, полужесткие и жесткиематериалы с более высокой, чем у полистирольных пенопластов, термостойкостью.Пенопласты на основе термореактивных смол допускаютболее высокие температуры эксплуатации, но они более хрупки. Поэтому в термореактивные смолы необходимо вводитьпластификаторы или совмещать их с каучуками либо термопластичными смолами.

Пенопласты на основе фенолоформальдегидных и фенолокаучуковых смол допускают работу при температурах до 120...150°С, а на основе полисилоксановых смол –до 300°С.Самовспенивающиеся пенопласты применяются для заполнения труднодоступных мест и полостей сложной конфигурации.Пенопласты используют для тепло- и звукоизоляции кабин,теплоизоляции рефрижераторов, труб, приборов и так далее,для повышения плавучести, удельной прочности, жесткости ивибростойкости силовых элементов конструкций. Объемнаяплотность пенопластов находится в пределах от 10 до 300 кг/м3,теплопроводность – от 0,002 до 0,06 Вт/(м⋅К).Свойства некоторых газонаполненных материалов на основепластмасс приведены в табл. 22.Таблица 22Физико-механические свойствагазонаполненных пластмассПолимернаяосноваМаркаПлотность,кг/м3ПолистиролПоливинилхлоридПС-1ПХВ-1ПХВ-2100...20060...130130...220Предел Коэффипрочно- циент тепсти прилопросжатии, водности,МПа10-21,0...2,7 3,9...5,40,2...1,0 2,6...4,40,8...1,5 5,2...5,6Рабочийдиапазонтемператур, °С-60...+60То жеТо же81Окончание табл.

22ПолимернаяосноваПолиуретанФенилокаучукПолисилоксанЭпоксиднаясмолаМаркаПлотность,кг/м3ПУ-101Т200...250ППУ-304Н30...50ФК-2050...200ФК-20-А-20 140...200К-20ПЭ-2ПЭ-7250...300100...30020...50Предел Коэффипрочно- циент теплопрости присжатии, водности,10-2МПа3,3...3,4 4,0...4,80,2...0,5 2,3...3,50,2...3,0 4,2...6,20,8...2,3 6,5...7,5-60...+200-60...+100-60...+120-60...+2001,4...1,90,7...5,00,1...0,2-60...+140-60...+140-60...+1004,8...5,13,0...0,73,0...3,5Рабочийдиапазонтемператур, °СПоропласты получают в основном путем механическоговспенивания композиций, например сжатым воздухом или сиспользованием специальных пенообразователей.

При затвердевании вспененной массы растворитель, удаляясь в процессесушки и отверждения из стенок ячеек, разрушает их. Сквозныепоры можно получить, наполнив композиции водорастворимыми веществами. После прессования и отверждения изделияего погружают в нагретую воду, в которой вымываются растворимые вещества.Поропласты применяют для изготовления амортизаторов,мягких сидений, губок, фильтров, в качестве вибродемпфирующих и звукоизоляционных прокладок в вентиляционныхустановках, глушителях, прокладок в касках и шлемах и т.д.Плотность их составляет 25...500 кг/м3.Пластмассы, наполненные полыми частицами сферическойформы, отличаются от пенопластов, описанных выше, тем, чтовместо газовых включений они содержат микросферы диаметром 20...70 мкм, имеющие толщину стенок 1,5...3,0% от диаметра. Полые сферические наполнители могут быть полимерными, стеклянными, керамическими и металлическими.

Чаще82применяются сферы из фенолоформальдегидной смолы и стекла.В качестве связующих для получения пластмасс такого типамогут использоваться любые полимеры, но в большинстве случаев применяют эпоксидные и полиэфирные смолы. В зависимости от соотношения полого наполнителя и связующего получают литьевые композиции и прессовочные пасты (табл. 23).Изделия из литьевых композиций изготавливают путем заливки их в формы или нанесения на поверхность оснастки с последующим отверждением.

Из прессовочных паст можно получать изделия в пресс-формах под давлением 0,5...1,5 МПа илибез давления, уплотняя шпателем.Приведенные в таблице 23 материалы атмосферостойкостиустойчивы к маслам, топливам и другим нефтепродуктам, непоражаются микроорганизмами, устойчивы к морскому туману,обладают хорошей адгезией к металлам и стеклопластикам.Пластмассы с полыми наполнителями используются при изготовлении различных плавучих средств, сэндвич-конструкций,теплозвукоизоляции.2.6. Металлополимерные каркасные материалыМеталлополимерные каркасные материалы (МПК) представляют собой композиционные материалы, в которых несущей основой является трехмерная металлическая сетка илиодин лист (или несколько) конструкционной стали, а межкаркасные полости заполнены полимерной композицией, содержащей различные функциональные компоненты.

Так, в судостроении и судоремонте широко используются трехслойныекаркасные материалы (рис. 3), содержащие два металлическихлиста, между которыми размещается один или несколько слоевстеклоткани, пропитанных термореактивным полимером. Наилучшими адгезионными свойствами обладают клеи на основемногокомпонентных полимеров типа «Спрут», «ВАК», «Адгезив» и др.8384Рис. 3.

Трехслойный каркасный материал:1 - металл; 2 - стеклопластикВ машиностроении нашли применение металлополимерныесамосмазывающиеся материалы на основе металлокерамического каркаса и полимерных связующих, содержащих сухиесмазки (графит, дисульфид молибдена, йодистый кадмий и др.)(рис. 4), несущей основой является трехмерная металлическаясетка.абРис.

4. Структура металлополимерного каркасногоматериала (а) и материала МПК (б) :1 – частицы металла; 2 – полимер;3 – твердая смазка; 4 – пиролитический графитДля получения металлокерамического каркаса используютпорошки оловянистой бронзы, нержавеющей стали, стеклокерамику. Межкаркасные полости заполняют фторопластом-4 всмеси со свинцом. Материал МПК используется для изготовления подшипников скольжения, сепараторов подшипников каче85ния, поршневых колец и др. Самосмазывающиеся материалыМПК работают до температуры 250°С и имеют коэффициенттрения 0,05...0,12.Для изготовления подшипников большого диаметра и вкладышей самосмазывающиеся материалы МПК припекают к металлической основе (ленте). Такие подшипники работают безсмазки при температурах до 280°С, давлении до 300 МПа иимеют высокую износостойкость пар трения при низком коэффициенте трения, что позволяет иметь скорости скольжения до5...10 м/с.Зачастую в материалы МПК вводят углеграфитовые и металлизированные углеграфитовые ткани, пропитанные полимерными связующими с твердыми смазками.Глава 3.

РЕЗИНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ3.1. Натуральный и синтетический каучукОсновой всякой резины является натуральный каучук (НК)или синтетический (СК), который обеспечивает пластичностьисходной резиновой смеси (сырой резины) и во многом определяет основные физико-механические свойства резинового материала.Натуральный каучук представляет собой продукт коагуляции млечного сока (латекса) бразильской гевеи. По химическому строению НК является продуктом полимеризации изопренарегулярной структуры с молекулярной массой от 70000 до2500000.

Плотность НК 910...920 кг/м3. С помощью специальных агентов можно перевести каучук в термостабильное состояние.Натуральный каучук характеризуется высокой морозостойкостью (до -60°С), высоким сопротивлением истиранию, газо- иводонепроницаемостью, хорошими диэлектрическими свойствами и высокой эластичностью.Синтетический каучук (СК) представляет собой продуктполимеризации однородных или разнородных мономеров угле86водородного, нитрильного, сульфидного, силоксанового и других типов.

Молекулы синтетических каучуков отличаютсябольшей степенью разветвленности и, благодаря сочетаниюразличных звеньев, большим разнообразием свойств.Основными типами синтетических каучуков, имеющих промышленное значение, являются бутадиеновые, бутадиенстирольные, изопреновые, относящиеся к каучукам общего назначения, а также хлоропреновые, бутадиен-нитрильные, бутилкаучуки, этиленпропиленовые, уретановые, силоксановые,фторкаучуки, полисульфидные (тиоколы) и другие, относящиеся к каучукам специального назначения.Бутадиеновый каучук (СКБ) получают путем полимеризации бутадиена в присутствии катализатора – металлическогонатрия.

Он имеет невысокую прочность и морозостойкость до-45°С. Применяется в производстве прокладок, ковриков, различных уплотнителей, эбонитовых изделий, диэлектрическихрезин. В настоящее время заменяется в основном бутадиенстирольными и другими каучуками.Бутадиен-стирольные (СКС) и бутадиен-α-метилстирольные каучуки (СКМС) – продукты совместной полимеризации бутадиена со стиролом и бутадиена с метилстиролом –имеют высокое сопротивление истиранию. По морозостойкостиони несколько уступают натуральному каучуку. Более морозостойки каучуки с пониженным содержанием стирола или метилстирола, например СКС-10, СКМС-10, СКС-10-1.