Пластмассы, каучук, резина, термоэластопласты

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

Санкт-Петербургский  Государственный университет 

сервиса и экономики

Старорусский  филиал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная работа:

 

Пластмассы, каучук, резина,

термоэластопласты

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        Выполнил:

                                                                        студент 4 курса, группы 41

                                                                        специальность 100101

                                                                        Кондратьев Сергей Викторович

                

                                                                        Проверил:

                                                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Старая Русса – 2012 год

Содержание

1. Пластмассы. Основные характеристики пластмасс…………………………………….. 3с.
2. Пластмассовые антифрикционные материалы…………………………………………. 4с.
3. Области применения пластмасс…………………………………………………………. 5с.
4. Каучук и резина……………………………………………………………………………7с.
5. Отличие каучука и резины……………………………………………………………….. 8с.
6. Резина……………………………………………………………………………………… 9с.
7. Твёрдая резина и мягкая резина…………………………………………………………. 11с.
8. Классификация резин…………………………………………………………………….. 12с.
9. Термоэластопласты……………………………………………………………………….. 12с.
10. Литература………………………………………………………………………………… 14с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Пластмассы. Основные характеристики пластмасс

Пластические массы (пластмассы, пластики) — материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формоваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную форму. Пластмассы подразделяются на реактопласты и термопласты.

В состав пластмасс, кроме полимера, могут входить минеральные или органические наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители, смазывающие вещества и др.

На работоспособность пластмассовых  деталей большое влияние оказывает процесс старения пластмасс.

При длительном нагружении пластмассы склонны к ползучести. Это еще  более усугубляет временной характер прочностных свойств пластмасс. Поэтому такие понятия, как предел текучести, предел прочности, которые  используются при расчетах металлических конструкций, являются для пластмасс весьма условными: нельзя решать вопрос о нагрузочной способности пластмассовых деталей, не учитывая времени, в течение которого деталь должна работать. При производстве изделий из пластмасс технолог должен учитывать не только возможность изготовления детали при выбранном режиме, но и то, как технологический процесс влияет на работоспособность детали в процессе её эксплуатации.

Некоторые положения, которые должны быть приняты за основу при проектировании пластмассовых изделий, можно сформулировать в виде следующих правил:

1. Детали из пластмасс следует проектировать так, чтобы силовые нагрузки приходились на наиболее прочные сечения, т. е. с учетом направления волокон наполнителя или ориентации макромолекул;
2. Не рекомендуется изготовлять из пластмасс детали, которые в процессе эксплуатации длительно подвергаются постоянным нагрузкам (хотя и допускаемым). Пластмассовые детали работают лучше в условиях действия кратковременных нагрузок;
3. При проектировании деталей из пластмасс следует учесть их ограниченную жёсткость, для повышения которой следует предусмотреть ребра жесткости или арматуру;
4. Проектировать из пластмассы можно только такие детали, которые будут работать в оптимальном для данной пластмассы температурном режиме с учётом возможного влияния нагружения на термические характеристики материала;
5. Пластмассы не могут быть использованы для изготовления деталей, которые работают под значительной нагрузкой и от которых требуется повышенная точность.

Недостатком почти всех пластмасс является малая стабильность формы, обусловленная малой жесткостью, мягкостью (изменение формы под действием внешних нагрузок), высоким значением коэффициента линейного расширения (изменение размеров при колебаниях температуры), быстрым размягчением при повышении температуры (у термопластов). Многие пластмассы набухают в воде, керосине, бензине и минеральных маслах. Некоторые пластмассы (политетрафторэтилен) отличаются свойством хладотекучести (ползучести). Под действием сравнительно небольших напряжений такие пластмассы приходят в состояние текучести даже при умеренных температурах (20 — 60 °С) и неограниченно изменяют размеры, пока действует нагрузка.

К недостаткам пластмассовых изделий следует отнести также сильное влияние режима формования на их прочностные характеристики. Отклонения от технологического режима приводят к рассеиванию прочностных характеристик в пределах одной и той же партии изделий. У деталей сложной формы наблюдается рассеивание прочностных характеристик из-за неоднородности структуры, обусловленной различием условий формирования и отверждения пластмассового материала в различных участках детали.

Светостойкость и устойчивость к атмосферным воздействиям пластмасс в некоторой степени можно повысить введением специальных стабилизирующих добавок. Отдельные разновидности пластмасс обладают полной устойчивостью к атмосферным воздействиям.

Пластические массы (пластмассы и  пластики) - материалы на основе природных  или синтетических полимеров, способные  под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия сложной конфигурации и затем устойчиво сохранять приданную форму.

Пластмассы являются весьма перспективным  конструкционным материалом. Их используют не только как заменители металлов, не и как самостоятельный материал для различных изделий, обладающих многими положительными качествами.

Изготовление пластмассовых конструкций, как правило, менее трудоёмко  и энергоёмко, чем из других материалов. Они с успехом заменяют конструкции  из легированных сталей, драгоценных  металлов, бетона и дерева, позволяя тем самым экономить промышленно важные материалы.

Изделия из пластмасс отличаются:

• малой плотностью (малый вес) (1,0...1,8 г/см³);
• высокими диэлектрическими свойствами;
• хорошими теплоизоляционными характеристиками (низкая теплопроводность);
• устойчивостью к атмосферным воздействиям;
• стойкостью к агрессивным средам; пластмассы почти не подвергаются электрохимической коррозии и очень стойки против агрессивных химических сред - некоторые пластмассы по химической стойкости превосходят золото и платину;
• стойкостью к резким сменам температуры, в частности, стабильностью размеров;
• высокой механической прочностью при различных нагрузках;
• меньшими затратами энергии для переработки, чем металлические материалы (это обусловлено технологическими свойствами пластмасс);
• высокой эластичностью;
• оптической прозрачностью;
• простотой формирования изделий;
• разнообразием цветовой гаммы (не требуют окраски);

 

2. Пластмассовые антифрикционные материалы

 

Из-за малого сходства с металлами  и из-за больших упругих деформаций пластмассы в узлах трения менее чувствительны к схватыванию и задиранию, что резко уменьшает износ деталей в паре трения. Этому способствует и поглощение пластмассой твердых частиц — продуктов, износа. Практика показывает, что износ большинства видов пластмассовых подшипников в узлах трения меньше износа металлических подшипников.

Для изготовления тяжелонагруженных подшипников используются фенопласты со слоистыми наполнителями. Подшипники изготовляются в виде вкладышей, устанавливаемых в корпус подшипника. Такие подшипники используются для прокатных станов, пилорам, дробилок, подъемных кранов.

Термопластические пластмассы (полиамиды, фторопласт) под нагрузкой подвержены ползучести и могут выдавливаться. Эти же материалы имеют низкую теплопроводность, что еще больше содействует их ползучести от повышения температуры в узле трения. Поэтому при использовании фторопласта прибегают к изготовлению комбинированных подшипников. На стальную подложку наносится слой порошковой бронзы, которая припекается к подложке. В поры бронзового слоя впрессовывается фторопласт. Полоса разрезается на мерные куски, из которых изготовляются подшипники в виде втулок. Если от подшипников не требуется особо высокая точность или действующие усилия относительно малы, с успехом применяются капроновые подшипники (ленточные транспортеры, подвижные конвейеры, направляющие втулки опок и т. д.).

Широкое распространение получили вкладыши в виде тонкостенных стальных втулок, внутри которых помещены разрезные  втулки из полиамидов. Подшипники, изготовленные такими способами, имеют большую прочность и хорошую охлаждаемость. Подобные подшипники нашли применение в шпинделях токарных, фрезерных и шлифовальных станков, в сельскохозяйственных машинах и т. д.

В качестве материалов, используемых для изготовления деталей подшипников качения, применяются слоистые пластики с графитовым наполнителем, волокниты, полиамиды, фенопласты.

Широкое распространение получают пластмассовые направляющие на металлообрабатывающих  станках и в других механизмах — в поршневых двигателях, в прессах и др. В этих случаях направляющие изготовляют в виде полос, которые крепятся к корпусу методом склеивания или винтами. В качестве материала для этих целей используются текстолиты, волокниты или фенопласты с наполнителем в виде древесной крошки. Использование пластмассовых направляющих увеличивает точность станка за счет меньшего износа пластмассы по сравнению с обычно используемыми чугунными направляющими. Уменьшаются также потери мощности механизмов на силы трения. Особенно удобен ремонт станков и механизмов с такими направляющими.

 

3. Области применения пластмасс

 

Пластмассы — важнейшие конструкционные материалы современной техники. Основные области применения — это электротехника, радиотехника и химическое машино и приборостроение.

Высокие темпы развития промышленности пластических масс обусловлены, прежде всего, сочетанием в одном материале  множества ценных качеств. Пластмассы являются одни из самых лёгких материалов. Для большинства пластмасс присущи  высокие прочностные характеристики. Абсолютная прочность пластмасс всё-таки уступает абсолютной прочности металлов. Но существующая весовая прочность приоритетна у пластических масс - это отношение прочности при растяжении материала к плотности. 

Пластмассы обладают высокой химической стойкостью, отличаются хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, высокими диэлектрическими показателями.

Многие пластмассы отличаются высокой  эластичностью, газонепроницаемостью и обладают высокими герметизирующими качествами. Некоторые пластмассы характеризуются высокими адгезионными свойствами (в основе клеёв), хорошими уплотнительными свойствами, некоторые способны поглощать и гасить вибрации. Ряд пластмасс обладает хорошими оптическими свойствами (прозрачны), высокой радиационной стойкостью. Кроме того, среди пластмасс имеется группа материалов с высокими антифрикционными свойствами, т. е. они имеют низкий коэффициент трения и отличаются малым износом при работе на трение: текстолит, полиамиды.

С другой стороны, среди пластмасс, встречаются высокофрикционные пластмассы, т. е. создают тормозящий эффект. Это малый износ при трении, а поэтому они широко используются во всех тормозных устройствах. Это фенопласты, содержащие асбест в качестве наполнителя.

Вместе с тем все пластмассы и изделия из них отличаются хорошим видом: поверхность твёрдая, в большинстве случаем блестящая. Внешний вид сохраняется при воздействии внешней среды. Поверхность не лакируется, не полируется, а создаётся на стадии формования. Окрашивание происходит в массе, т. е. краситель вносится заранее.

Широкое распространение пластмасс  обуславливается тем, что свойства получаемых изделий можно регулировать заранее. Во-первых, можно это создать  синтеза путём использования  различных мономеров, варьируя их соотношением, свойства меняют. Во-вторых, свойства можно менять на стадии изготовления путём варьирования типами и количеством добавок. В-третьих, развитие производства пластмасс было связано с расширением сырья для синтеза полимерных материалов. Многие виды синтетических полимеров получают из нефти или из угля, даже из сельскохозяйственных отходов.