🗊Презентация Неметаллические материалы

Казачков Олег Владимирович, доцент, к.т.н. Институт лесных, инженерных и строительных наук, кафедра технологических и транспортных машин и оборудования kaz @ psu.karelia.ru

Резина – искусственный материал, получаемый в результате вулканизации резиновой массы. Резина – искусственный материал, получаемый в результате вулканизации резиновой массы. Резина – реактопласт с редкосетчатой структурой. Основное свойство- высокая эластичность. Характеризуется высоким сопротивлением разрыву и истиранию, газо- и водонепроницаемостью, хим.стойкостью, электроизоляционными и амортизационными св-вами, низкой теплопроводностью.

Основной компонент- каучук – полимер, способный к большим обратимым деформациям при небольших нагрузках Основной компонент- каучук – полимер, способный к большим обратимым деформациям при небольших нагрузках Макромолекула имеет вытянутую извилистую форму, аморфную стр-ру. Вулканизаторы- сера , оксиды цинка Наполнители – сажа, оксид кремния, мел, пластификаторы- вазелин, парафин, мазут Противостарители, красители, регенераты

Нарезание каучука на куски и его пластификация Нарезание каучука на куски и его пластификация Смешивание каучука с компонентами Каландрирование резиновой смеси Изготовление изделий из сырой резины прессованием Вулканизация – формирование физико-механических свойств изделиям

Керамика – это неорганический минеральный материал, получаемый из отформованного минерального сырья путем спекания при высоких температурах (1200…2500 0С) Керамика – это неорганический минеральный материал, получаемый из отформованного минерального сырья путем спекания при высоких температурах (1200…2500 0С) Имеют высокую кислото- и щелочностойкость, окалиностойкость, жаропрочность, термостойкость, износостойкостью, хорошо работают на сжатие

Оксидная керамика- спекание порошков оксидов Al, Zr, Mg, Ca, Be, U Оксидная керамика- спекание порошков оксидов Al, Zr, Mg, Ca, Be, U Применяют, как огнеупорный материал в печах, теплоизоляционный материал реакторов, печей, вакуумной керамики реакторов , тиглей Бескислородная керамика- спекание порошков карбидов, боридов, нитридов, силицидов Применяют, как окалиностойкий, жаропрочный, термостойкий, материал для двигателей

Пластмассы – искусственные материалы полученные на основе органических, полимерных связующих веществ (полимеров). Пластмассы – искусственные материалы полученные на основе органических, полимерных связующих веществ (полимеров). Полимер – вещество макромолекулы которого состоят из многочисленных элементарных звеньев- мономеров одинаковой структуры.

Термин “полимерия” был введен в науку И.Берцелиусом в 1833 г. Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине 19 века. Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 г (поливинилхлорид) и 1839 г (полистирол) Термин “полимерия” был введен в науку И.Берцелиусом в 1833 г. Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине 19 века. Первые упоминания о синтетических полимерах относятся к 1838 г (поливинилхлорид) и 1839 г (полистирол) Химия полимеров возникла только в связи с созданием А.М.Бутлеровым теории химического строения.

Малая плотность 1…2 г/см3 Малая плотность 1…2 г/см3 Низкая электро- и теплопроводность Значительное тепловое расширение Высокая химическая стойкость Высокие фрикционные и антифрикционные свойства Физиологическая безвредность

Полимерные связующие вещества Полимерные связующие вещества Наполнители для изменения свойств Пластификаторы для повышения пластичности Отвердители Стабилизаторы для замедления старения ● Красители

Полимерами называются вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев ( мономеров) одинаковой структуры. Молек. масса >5•103 до 106 а.е.м.. Полимерами называются вещества, макромолекулы которых состоят из многочисленных элементарных звеньев ( мономеров) одинаковой структуры. Молек. масса >5•103 до 106 а.е.м.. Синтетические полимеры – группа веществ, получаемых синтезом продуктов нефтепереработки

Карбоцепные Карбоцепные Основные цепи содержат атомы С Гетероцепные Основные цепи содержат атомы С, N, S, O Элементоорганические Основные цепи содержат атомы Al, Ti, Si

Полимеризация- процесс соединения молекул за счет раскрытия ненасыщенных связей Полимеризация- процесс соединения молекул за счет раскрытия ненасыщенных связей Участие двух или более мономеров называют сополимеризацией Поликонденсация- процесс последовательного взаимодействия двух или более низкомолекулярных веществ с образованием побочных продуктов : воды, аммиака, хлористого водорода

Основа термопластов- полимеры линейной или разветвленной структуры, способные переходить многократно при нагревании в вязкотекучее состояние без химических превращений Основа термопластов- полимеры линейной или разветвленной структуры, способные переходить многократно при нагревании в вязкотекучее состояние без химических превращений Основа реактопластов- полимеры трехмерной сетчатой структуры, неспособные переходить многократно при нагревании в вязкотекучее состояние

Полиэтилен Полиэтилен Поливинилхлорид (пластикат, винипласт) Полистирол Полиметилметакрилат (орг.стекло) Полиамиды Полиуретаны Фторопласт-3 Фторопласт-4 ( политетрафторэтилен)

От температуры: при нагреве уменьшается прочность, повышается вязкость, ползучесть От температуры: при нагреве уменьшается прочность, повышается вязкость, ползучесть От длительности нагружения: уменьшается прочность, появляется ост. деформация От скорости деформации: повышается жесткость, уменьшается надежность От структуры: зависят от ориентации молекулярной структуры

Модуль упругости в 10…100. раз меньше чем у металлов и у керамики Модуль упругости в 10…100. раз меньше чем у металлов и у керамики Прочность 10…100МПа Хорошо сопротивляются усталости Разрушаются при нагрузке с частотой выше 20Гц Невысокая теплостойкость, нестабильность свойств из-за старения и ползучести Не взаимодействуют с водой и смазкой При горении выделяют вредные газы

Полистирол— широко применяющийся в электротехнике. Выпускается модифицированный полистирол: ударопрочный, теплостойкий, пенополистирол. Пенополистирол используется как теплозвукоизоляционный материал. Полистирол— широко применяющийся в электротехнике. Выпускается модифицированный полистирол: ударопрочный, теплостойкий, пенополистирол. Пенополистирол используется как теплозвукоизоляционный материал. Недостатки полистирола—хрупкость, низкая устойчивость к действию органических растворителей.

Полиимид—новый класс термостойких полимеров, обладает высокой прочностью вплоть до температуры разложения, химической стойкостью, тугоплавкостью, низким коэффициентом трения скольжения, низкой ползучестью. Пленка работоспособна при 200°С в течение нескольких лет, при 300°С —1000 ч, при 400°С —до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. Выдерживает σ1000300 = 50 МПа при σв = 180 МПа. Полиимид—новый класс термостойких полимеров, обладает высокой прочностью вплоть до температуры разложения, химической стойкостью, тугоплавкостью, низким коэффициентом трения скольжения, низкой ползучестью. Пленка работоспособна при 200°С в течение нескольких лет, при 300°С —1000 ч, при 400°С —до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. Выдерживает σ1000300 = 50 МПа при σв = 180 МПа. Плотность = 1,35…1,48 г/см3

Получают прессованием или намоткой наполнителей, пропитанных смолой Получают прессованием или намоткой наполнителей, пропитанных смолой Примеры (наполнитель): Текстолит ( хлопчатобумажная ткань) Стеклотекстолит (стеклоткань) Асботекстолит (асбестовая ткань) Стекловолокнистый анизотропный материал СВАМ (стеклошпон) Древеснослоистые пластики (др. шпон)

Композиция из волокон, пропитанных смолой Композиция из волокон, пропитанных смолой Примеры (наполнитель): Волокниты ( очесы хлопка) Изготавливают рукоятки, фланцы, шкивы, маховики Асбоволокниты (асбест) Изготавливают тормозные устр-ва Стекловолокниты (стекловолокно) Изготавливают силовые электротехнические детали. уплотнители

Органические наполнители: древесная мука, целлюлоза Органические наполнители: древесная мука, целлюлоза Применяются для ненагруженных деталей – корпусов приборов, рукояток, кнопок Минеральные наполнители: молотый кварц, тальк, графит, цемент, слюда Применяются для хим.стойких, водостойких, электроизоляционных деталей Примечание: Все пластмассы обладают низкими мех.св-вами

Фенолформальдегидные Фенолформальдегидные Карбамидные Полиамидные Полиэфирные Эпоксидные Полиуретановые Поликарбонатные Кремнийорганические

Полимеры совершают техническую революцию в микроэлектронике. Созданы не только токопроводящие полимеры, за что в 2000 году дали Нобелевскую премию по химии, но и полимерные полупроводники, полимерные светодиоды и даже полимерные магниты. Поведением таких полимеров можно управлять с помощью электрического тока. В итоге получили прозрачный полимер, который под влиянием небольшого приложенного напряжения меняет свой цвет (стекло-хамелеон). Полимеры совершают техническую революцию в микроэлектронике. Созданы не только токопроводящие полимеры, за что в 2000 году дали Нобелевскую премию по химии, но и полимерные полупроводники, полимерные светодиоды и даже полимерные магниты. Поведением таких полимеров можно управлять с помощью электрического тока. В итоге получили прозрачный полимер, который под влиянием небольшого приложенного напряжения меняет свой цвет (стекло-хамелеон).

для маркировки популярны знаки в виде треугольника из трех замкнутых стрелок, внутри – цифра или латинские буквы. Сам знак означает замкнутый цикл (создание – применение – утилизация), а надписи определяют материал. Цифрами 1–19 обозначают пластики для маркировки популярны знаки в виде треугольника из трех замкнутых стрелок, внутри – цифра или латинские буквы. Сам знак означает замкнутый цикл (создание – применение – утилизация), а надписи определяют материал. Цифрами 1–19 обозначают пластики         В свою очередь для пластмасс, например, установлены такие обозначения: PETE – полиэтилен, V – поливинилацетат, LDPE – полиэтилен низкого давления, PP – полипропилен, PS – полистирол, HDPE – полиэтилен высокого давления, PAN – полиакрилонитрил.

- Специалисты предполагают, что пластиковому пакету требуется от 500 до 1000 лет, чтобы разложиться до микроскопических гранул. При сжигании выделяются токсичные вещества, которые могут привести к гормональным изменениям у новорожденных. - Специалисты предполагают, что пластиковому пакету требуется от 500 до 1000 лет, чтобы разложиться до микроскопических гранул. При сжигании выделяются токсичные вещества, которые могут привести к гормональным изменениям у новорожденных. - В 1997 году в Тихом океане обнаружилось скопление пластиковых пакетов и других отходов протяженностью в несколько километров.

Госдума рассматривает Федеральный Закон “Об упаковке и упаковочных отходах". Госдума рассматривает Федеральный Закон “Об упаковке и упаковочных отходах".   Размер оплаты на утилизацию и переработку упаковки, должен составлять около 10% отпускной заводской стоимости упаковки. Производители упаковки, использующие эту упаковку, также будут платить сбор за негативное воздействие упаковочного мусора на окружающую среду. Импортные товары с пластиковой упаковкой, будут подвергаться дополнительным таможенным сборам. Предусматривается введение некой залоговой стоимости упаковки, которая возвращается производителю в случае сдачи использованной упаковки на переработку. Для контроля за соблюдением закона будет создан федеральный координационный центр по обращению с упаковочными отходами.