книги из ГПНТБ / Ухинов В.А. Пластмассы - материал для машиностроения

В. А. У X И Н О В,

В. Г. С А М С О Н О В .

Д о н е ц к о е к н и ж н о е и з д а т е л ь с т в о

1 9 6 2

ЧТО ТАКОЕ ПЛАСТМАССЫ

В свое время пластическими массами счи­ тали любые пластические материалы — воск, чстекло, смолу и даже глину. С развитием хи­ мии положение изменилось. В настоящее вре­ мя пластмассами называются только те мате­ риалы, основу которых составляют искусствен­ ные или природные высокомолекулярные сое­ динения—полимеры.

Как образуются эти соединения? Некото­ рые простые исходные вещества, называемые мономерами и представляющие газообразные или жидкие продукты переработки нефтехи­ мии, коксохимии, природных газов, отходов сельского хозяйства, при определенных усло­ виях начинают усложняться, образуя высоко­ молекулярные соединения, молекулы которых состоят из тысяч и десятков тысяч атомов, прочно связанных между собой в длинные, иногда разветвленные цепи. Поэтому молеку­ ла такого вещества представляет собой ги­ гантское образование с числом составляющих звеньев, измеряемых иногда миллионами.

Есть два основных метода получения син­ тетических высокомолекулярных соединений

из .простых .низкомолекулярных веществ: при помощи .полимеризации и при помощи поликонденсации. [Впервые исследовал ѳти реак­ ции великий русский химик, основоположник теории строения органических веществ А. М. Бутлеров. Основные закономерности этих реакций отличаются друг от друга. По­ лимеризация — это реакция соединения друге другом большого числа одинаковых молекул. В результате получается полимер, элементар­ ный состав которого соответствует составу ис­ ходного низкомолекулярного вещества.

Поликонденсация же сопровождается от­ щеплением части исходных веществ в виде то­ го или иного низкомолекулярного вещества (вода, аммиак, галоид водорода и др.). В ре­ зультате высокомолекулярное соединение, по­ лученное этим іметодом, отличается от исход­ ного вещества, из которого оно создано.

Примерами полимеризации могут служить процессы образования полиэтилена, полиме­ тилметакрилата — органического стекла. По­ лиэтилен получается посредством полимериза­ ции этилена. Полиметилметакрилат дает по­ лимеризация низкомолекулярного метилмета­ крилата. Методом поликонденсации, напри­ мер, адипиновой кислоты с гексаметилендиамином можно получить полиамиды. Эта реак­ ция сопровождается выделением воды.

Еще большие возможности для получения новых веществ открыты после того, как нача­ ли подвергать полимеризации смеси различ­ ных мономеров. Этот метод совместной поли­ меризации двух или большего числа мономе­ ров, впервые открытый русским ученым

4

рокого распространения и были известны лишь узкому кругу специалистов. В течение последнего десятилетия положение /резко из­ менилось и сейчас трудно найти человека, ко­ торый бы не сталкивался с изделиями из пластмасс то ли в виде .предметов бытового обихода, то ли в виде деталей машин, средств автоматики, транспорта, электро-, радиотех­ ники и т. д.

Ассортимент пластмасс .насчитывает тыся­ чи наименований и марок, и сейчас по суще­ ству нет такой отрасли народного хозяйства, где бы они не нашли .применения. Универ­ сальность свойств полимеров делает их важ­ нейшим фактором технического прогресса во всех отраслях промышленности и обеспечивает резкое увеличение производства товаров

широкого .потребления.

Трудно найти какой-либо другой мате­ риал, .применение которого было бы столь раз­ нообразно и плодотворно, как у синтетических материалов.

Во всех областях машиностроения они ста­ новятся незаменимыми материалами для из­ готовления корпусов и целых узлов механиз­ мов. Из них готовятся кожухи, крышки, кор­ пуса, футляры, пружины, болты, заклепки, кронштейны, баки, шестерни, подшипники, шкивы, различный инструмент, направляющие и т. п.

Развитие современного химического .маши­ ностроения немыслимо без применения пласт­ масс в качестве антикоррозийных и конструк­ тивных материалов при изготовлении аппара-

6

тов, труб, вентиляционных установок, насосов, центрифуг, колонн и т. п.

Замена свинцовой футеровки химической аппаратуры фаолитовой позволяет одной тон­ ной пластмасс заменить три-пять тонн свинца.

Вцелом по машиностроению уже сейчас можно изготовлять из полимерных материа­ лов 'более 6000 наименований деталей и уз­ лов, .при этом в среднем одна тонна .пласт­ масс заменяет три-четыре тонны металла, .при­ мерно в 5 раз снижается трудоемкость изде­ лий и в 4—8 раз — себестоимость продукции.

Вавтомобилестроении уже сейчас изготав­ ливается до 200 видов деталей из пластиков. Это, в основном, штурвалы, подшипники, ше­ стерни, детали электрооборудования и отдел­ ки, масленки, тормозные устройства и другие детали. Использование полиэфирных стекло­ пластиков для кузовов автомобилей, пенопо­ лиуретанов для подушек сиденья облегчает их вес на 20% и снижает себестоимость кузова. _

Всудостроении некоторые типы неболь­ ших судов изготовляются целиком из стекло­

пластиков.

В современных конструкциях самолетов насчитываются десятки тысяч изделий из пластмасс самого разнообразного назначения.

Большие перспективы применения пласт­ масс в электротехнической, кабельной и при­ боростроительной промышленности. Уже сей­ час доля пластмасс и синтетических смол в производстве средств связи составляет около 40% по отношению к весу всех изделий.

Внедрение кремнийорганической изоляции в электродвигателях дозволит увеличить их мощность на 20—35% и увеличить срок их службы с шести месяцев до трех лет и более.

Расходуя на высоковольтный трансформа­ тор 2 кг эпоксидной смолы, можно уменьшить расход меди на 3 кг и стали на 18 кг.

Если кабельную промышленность пол­ ностью обеспечить такими полимерными мате­ риалами, как .полихлорівиниловый пластикат, полиэтилен и др., то за семилетие можно сэко­

элементы кровли, рамы и многие другие дета­ ли и изделия. Практика подтвердила, что каж­ дая тонна древесно-стружечных плит заменяет около пяти кубометров полноценной древе­ сины.

Разнообразное применение находят пла­ стические массы в сельском хозяйстве. Широ­ ко применяются, в частности, пленочные мате­ риалы из полиэтилена в тепличном хозяйстве и для других нужд.

Важное значение полимерные материалы приобрели в медицине, где они начинают при­ меняться для многих целей, в том числе для изготовления искусственных кровеносных со­ судов.

Общеизвестен широкий ассортимент изде­ лий из синтетическйх материалов бытового на­ значения. Дешевые, добротные и красивые тек­ стильные изделия, столовая посуда, предметы

<8

украшения и драпировки, сделанные из таких материалов, становятся не только общепри­ знанными, но и -незаменимыми.

Уже сейчас спрос на пластмассы и синте­ тические смолы необычайно велик, а в бли­ жайшие -годы потребность в них /будет резко возрастать. Так, заявка только машинострои­ телей на 1965 г. превышает в десять раз фак­ тическое потребление ими этих материалов в 1960 г. Потребность электротехнической про­ мышленности соответственно возрастет в три раза, промышленности стройматериалов — в шесть раз, лесной, бумажной и деревообраба­ тывающей промышленности — в четыре, сель­

ние пластмасс и синтетических смол, как са­ мостоятельных конструкционных материалов,, которым во многих отношениях нет равных среди известных естественных /материалов,, предопределяет успех и технический прогресс в большинстве отраслей народного хозяй ства.

Не случайно темпы развития промышлен­ ности синтетических материалов за последние годы были исключительно велики и опережа­ ли темпы роста любой другой отрасли про­ мышленности.

3*