Полимерные, органические и неорганические материалы

№ п/п

Наименование, марка

Краткая характеристика

I. ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ ПЛАСМАССЫ

I.I. НЕПОЛЯРНЫЕ ТЕРМОПЛАСТЫ

1

Полиэтилен (карбоцепной полимер)

(-СН₂-СН₂-)_n

- ПЭВД

- ПЭСД

- ПЭНД

Хорошая водостойкость, стойкость в водных растворах H₂SO₄ и HCl, прозрачность, газопроницаемость, свариваемость. Экологически безвреден. Диэлектрическая проницаемость 2,1-2,4.

- полиэтилен высокого давления (или низкой прочности (ПЭНП), кристалличность 55-65 %, _в - 6-8 МПа,  - до 800 %, рабочие температуры от -70 ºС до +60 ºС;

- полиэтилен среднего давления, _в - 21-29 МПа;

-полиэтилен низкого давления (или высокой прочности (ПЭВП), кристалличность 74-95 %, _в - 26,5-32,5 МПа,  - 200 %, рабочие температуры от -70 до +100 ºС.

2.

Полипропилен

(-СН₂–СН-)_n



СН₃

Жесткий, нетоксичный, высокопрозрачный, низко газо- и влагопроницаем. Диэлектрическая проницаемость 2,1-2,3, _в – 25-40 МПа, рабочие температуры от -30 ºС до +150 ºС.

3.

Фторопласт-4

(политетрафторэтилен)

(- CF₂– CF₂ -)_n

Аморфно-кристаллический полимер белого цвета, исключительно стоек против всех растворителей; электроизолятор, низкий коэффициент трения (f = 0,04), рабочие температуры от -269 ºС до +260 ºС.

I.II. ПОЛЯРНЫЕ ТЕРМОПЛАСТЫ

4.

Фторопласт-3

(полифторхлорэтилен)

(-CF₂–CFCl -)_n

Кристалличность 80–85 %, хороший электроизолятор, химически стоек, низкочастотный диэлектрик, рабочие температуры от -120 ºС до +170 ºС.

5.

Винипласт

(жесткий поливинилхлорид)

(-CH₂–CHCl-)_n

Без пластификаторов, отличная коррозионная стойкость, химическая пассивность, атмосферная стойкость; технологичен, гнётся, сваривается, склеивается; твердый, упругий, почти черного цвета; рабочие температуры от -10 ºС до +70 ºС.

6.

Органическое стекло

(полиметилметакрилат)

Аморфный термопласт, прозрачен для дневного света, ультрафиолетовых лучей – 91-92 % при толщине 3 мм, инфракрасных лучей – 92 %, диэлектрик. Хорошо сваривается и склеивается ацетоном или дихлоританом, легко полируется, но нетрещиностоек («серебрится»). «Серебрение» предотвращается предварительным плоским деформированием растяжением при 140-150 ºС, что одновременно повышает КС в 5-7 раз. Плотность 1,18 г/см³ (в два раза легче стекла).

7.

Полиамиды

(капрон, нейлон, лавсан, анид)

(-NH-CO-(CH₂)_m-NH-CO-(CH₂)_n-)

Кристаллизующиеся полимеры, высокая прочность при ударных нагрузках, хорошая эластичность ( - 400-600 %), низкий коэффициент трения (f  0,05), стойки к щелочам, бензину, спирту, рабочие температуры до +100 ºС.

ТЕРМОРЕАКТИВНЫЕ ПЛАСТМАССЫ

(фенолальдегидные и фенолформальдегидные полимеры)

1.

Пресс-порошки

Относительно невысокая прочность _в = 30-60 МПа; _в^сж. = 150-190 МПа. Наполнители: слюда, кварц, каолин, плавиковый шпат, древесная мука, асбестовая мука.

2.

Пресс-волокниты

_в^сж. достигает 1200 МПа, КС – 90 кДж/м². С ростом длины волокна до 30 мм КС растет до 200 кДж/м².

Наполнители: волокна асбеста, хлопка, стекла. Асбомассы обладают теплостойкостью и хорошими фрикционными свойствами, но не прочны.

Стекловолокниты прочные, химически стойкие, диэлектрики, циклически стойки, антикоррозионны и хорошо сопротивляются воздействию микроорганизмов.

При непрерывных нитях вдоль нагрузки _в доходит до 500 МПа при _в^сж. – 1300 МПа. Варьированием связки можно достичь _в до 700 МПа при КС = 300 кДж/м².

3.

Пресс-матери-алы с листовым наполнителем

- текстолиты

- гетинаксы

- асботекстолиты

- стеклотекстолиты

Наполнитель: хорошо просматриваемые х/б ткани (шифон, саржа, бязь), цвет от коричневого до желтого. С уменьшением толщины ткани растет прочность.

Водостойкость и химическая стойкость растет с ростом содержания связки. Подшипники и шестерни из текстолита не требуют смазки и мало шумят. Рабочие температуры от -60 ºС до +60 ºС.

Наполнитель – бумага. Стойки против жиров и минеральных масел, хорошо сопротивляются уксусной, соляной и фосфорной кислотам. Плотность 1,3-1,4 г/см³, _в = 80 МПа, _в^сж. – 130-250 МПа, КС – 80-150 кДж/м². Применяют для изготовления печатных схем в радиоэлектронной промышленности. Диэлектрики.

При невысокой диэлектрической проницаемости, высокая теплостойки, хорошие фрикционные свойства. Плотность 1,7 г/см³, _в^изг. – 110 МПа, КС – 350 кДж/м².

Наполнитель – стеклоткань, что позволяет длительную работу пластика при 200 ºС и кратковременную при 300 ºС. Плотность 1,6-1,7 г/см³, _в = 130 МПа. Электроизоляционны, а при анизатропном расположении ткани у СВАМов _в достигает 450 МПа при КС до 400 кДж/м². При текс-туре _в = 850-950 МПа.

ГАЗОНАПОЛНЕННЫЕ ПЛАСТИКИ

1.

Пенопласт

(пенополистерол ПС-1, ПС-4)

Плотность 310^-3 г/см³, газонаполненные ячейки изолированы.

Звуко- и теплоизолятор, стоек против влаги и агрессивных сред (кроме концентрированной азотной кислоты), белого цвета, жестковат, хорошо крошится. Стоек против коррозии, грибков и бактерий. Работает от -196 ºС до температуры 60-75 ºС, теплопроводность на уровне теплопроводности воздуха. Хорошие амортизирующие свойства позволяют использовать его как упаковочный материал.

2.

Поролон

Эластичный пенополиуритан с открытыми порами. Плотность ρ = (3-5)10^-4 г/см²; _в = 30 МПа,   400%, цвет от белого до желтого и цветного.

Хороший тепло- и звукоизолятор, амортизатор. Используют как губки, подушки, изолирующие покрытия.

ПОЛИМЕРНЫЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

1.

Графит

- ПРОГ (на ос-нове нефтяного кокса)

- ПГ-50 (пористый)

- ПИРОГРАФИТ (из газообразного сырья)

Аллотропическая разновидность углерода (решетка – гексагональная), прочная ковалентная связь в базисной плоскости, непрочная связь (Ван-дер-ваальсовая) между слоями. Электро- и теплопроводен, не плавится, а при 3700 ⁰С испаряется, плотность 0,2-2,2 г/см³ в зависимости от способа получения, хрупок, прочность и модуль упругости растут до температуры 2200-2400 ºС, вдоль слоев. Теплопроводник (теплопроводность 372 Вт/мК), перпендикулярно слоям – теплоизолятор (1,16-3,5 Вт/мК), антифрикционен (f = 0,28), хорошо гасит колебания.

2.

Неорганическое стекло

- силикатное

(SiO₂)

По содержанию модификаторов делятся на щелочные (N₂O, K₂O), безщелочные и кварцевые.

Температура размягчения 600-800 ºС, у кварцевых 1200 ºС, изотропно, плотность

- алюмосили-катное

(Al₂O₃ – SiO₂)

- боросили-катное

(B₂O₃ – SiO₂)

- ситаллы

2,2-6,5 г/см². _в = 30-90 МПа, _в^изг. = 50-150 МПа, _в^сж. = 500-2000 МПа, КС = 1,5-2,5 кДж/м². Закалка повышает статические характеристики в 3-6 раз, КС в 5-7 раз.

Стеклокристаллиты на базе окислов Li₂O, Al₂O, SiO₂, MgO, CaO + катализаторы кристаллизации – соли Au, Ag, Cu.

Степень кристаллизации до 95 %, плотность 2,4-2,95 г/см³, _в = 112-161 МПа, _в^изг. – до 560 МПа, _в^сж. = 700-2000 МПа, температура размягчения = 1250-1350 ºС, КС = 4,5-10,5 кДж/м², твердость на уровне закаленной стали, химически стойки к щелочам и кислотам, диэлектрики, влагонепоглатители.

КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

3.

• окислы

- карбиды

- бориды

- нитриды

- силициды

На основе Al₂O₃ (корунд) – отличный диэлектрик, прочен, тверд, химически стоек. _в^сж. До 5000 МПа, НRA – 92-93, красностойкость до 1200 ºС, при обработке резанием износостоек.

UO₂ используют как тепловыделяющий элемент в энергетических установках, ThO₂ – электронагреватель с окалиностойкостью до 1600 ºС;

WC, TiC, TaC - высокопрочны и износостойки, окалиностойкость инструмента до 1100 ºС, отличный инструментальный мате-риал;

TiB₂, ZnB₂ – высокоэлектропроводны;

Низко термо- и электропроводны.

BN () – диэлектрик, решетка гексогональная, твердость низкая;

BN () (эльбор) – решетка кубическая, твердость на уровне твердости алмаза, температура плавления 3000 ºС.

Полупроводники, окалиностойки, стойки к действию кислот и щелочей. В спеченном со-

стоянии дисилицид молибдена MoSi₂ применяют для изготовления лопаток газовых турбин, сопл реактивных двигателей, как электронагреватель стабильно работает тысячи часов при 1700 ºС, вакуумностойкая сухая смазка, электропроводен, немагнитен