Лабораторна робота № 10 Вивчення видів пластмас і способи переробки їх у вироби

10.1. Мета і завдання роботи

Метою роботи є ознайомлення з основними видами пластмас, що засто- совуються як конструкційні матеріали, і різними методами одержання деталей і заготовок із цих пластмас, а також обладнанням, що застосовують при одер- жанні виробів. Одержання простих деталей із деяких видів полімерів.

10.2. Основні теоретичні положення

10.2.1 Основні відомості про пластмаси

Пластичними масами (пластмасами) називають тверді або пружні мате- ріали, які одержані із полімерних сполук і формуються різними методами на основі пластичних деформацій. Багатогранність фізико-механічних властивостей робить пластмаси цінним конструкційним матеріалом. Вони мають малу густину, добре протидіють корозії, відзначаються широким діапазоном коефіцієнта тертя, високим опором зносу і ін.

Основною складовою частиною пластмас є полімери – синтетичні органічні сполуки. Іноді пластмаси повністю складаються із полімера, але частіше всього вона являє собою складну комбінацію полімера, пластифікатора-наповнювача і добавки для кольору. В деяких випадках додають каталізатори і стабілізаційні компоненти. Наповнювачі (дерев’яна мука, тальк, каолін, азбест, скловолокна, хлопчатопаперові тканини та ін.) надають виробам необхідну міцність, жорс- ткість, теплоємність і електроізоляційні властивості.

П ластмаси – матеріали на основі природних або синтетичних високо- молекулярних сполук призначених для переробки у вироби під впливом тиску, нагрівання і здатності потім зберігати закріплену при охолодженні форму. Високомолекулярні сполуки – полімери, складаються з великої кількості макромолекул. Макромолекули високомолекулярних сполук можуть мати лінійну, розгалужену і просторову сполуку (рис. 10.1).

а) лінійна; б) розгалужена; в)просторова

Рисунок 10.1 - Структура полімерів:

Лінійні і розгалужені полімери побудовані із окремих молекул, зв’язаних між собою міжмолекулярними силами. Такі полімери, як правило, еластичні, плавляться при нагріванні (або розпечуються) і являються основною для тер- мопластичних пластмас.

Просторові (сітчасті) структури одержуються за рахунок поперечних хімічних зв’язків між паралельними лінійними ланцюгами. При частому розмі- щенні поперечних зв’язків полімер стає повністю неплавким і нерозчинним. Такі полімери є основою термореактивних пластмас.

10.2.2. Використання пластмас в якості конструкційних і електротехнічних матеріалів

В машинобудуванні і приладобудуванні пластмаси широко використо- вуються для виготовлення деталей.

Пластмаси конструкційного призначення можна умовно розділити на 3 групи : пластмаси низької, середньої і високої міцності.

До першої групи належать феропласти і амінопласти.

До пластмас середньої міцності відносять слоїсті пластики, що просяк- нуті фенолформальдегідною смолою (гетінакс, текстоліт), а також фторопласти, поліетилен, полістирол та ін.

До групи високоміцних пластмас відносяться склопластики. За границею міцності склопластик не поступається ударній міцності металу. Для радіотех- нічних деталей використовують переважно матеріал II-ої групи.

10.2.3. Способи переробки пластмас у вироби

В залежності від способів переробки і температурного характеру затвер- діння всі пластмаси діляться на дві групи – термопластичні і термореактивні. Властивості термопластичних мас зворотні. Термореактивні маси при нагріві незворотно перетворюються в неплавкі і нерозчинні речовини. Вибір способу переробки пластмас у вироби визначається технологічними властивостями матеріалу, а також конфігурацією і розмірами виробу.

10.2.4. Способи переробки пластмас в деталі у в’язкому стані.

Найбільше застосування одержали технологічні способи пресування, лиття, витискування та ін.

Пряме пресування – один із основних способів переробки термореактив- них пластмас в деталі (рис. 10.2 а,б,в).

В порожнину матриці завантажують звичайно порошковий матеріал. Під дією тиску і температури від прес-форми матеріал розм’якшується і заповнює порожнину форми, потім проходить затвердіння і виштовхування готового виробу із прес-форми.

а ) завантаження матеріалу; б) пресування; в) одержання деталі

Рисунок 10.2 - Схема прямого пресування

Пресоване лиття відрізняється від прямого тим, що пресований термо- реактивний матеріал завантажують в спеціальну загрузочну камеру, де під дією температури із прес-форми матеріал одержує в’язкотекучий стан і за рахунок тиску видавлюють із загрузучної камери в порожнину матриці (рис. 10.3) через спеціальний отвір.

Р исунок 10.3 - Схема пресованого лиття

Пресоване лиття дозволяє одержати деталі складної конфігурації, але перерозхід матеріалу більший, ніж при прямому пресуванні.

Після затвердіння готову деталь витискають із порожнини прес-форми.

Пресування на плитах. Пресуванням на плитах одержують листовий ви- ріб із термореактивних матеріалів (текстоліліти, скловолокніти та ін.). Заготовку із хлопчатопаперової тканини чи склотканини просочені смолою, укладають між гарячими плитами пресів і пресують.

Л иття під тиском є ефективним технологічним способом масового вироб- ництва деталей із термопластів (рис. 10.4). Матеріал із загрузочного бункера подають дозатором в робочий циліндр з електронагрівачем. При русі поршня розплавлений матеріал через сопло і ливниковий канал попадає в порожнину форми. Литтям під тиском виготовляють деталі складної форми з різною тов- щиною стінок.

Рисунок 10.4 - Схема лиття під тиском