🗊Презентация Пластмассы, резины и композиционные материалы

Пластмассы, резины и композиционные материалы

Общая классификация материалов

Пластмассы

Классификация пластмасс

Состав пластмасс Связующие вещества - основная часть пластмассы. Это природные, искусственные или синтетические полимеры, определяющие способность пластмассы формоваться и затвердевать. Связующие вещества определяют также основные физико-механические и химические свойства пластмасс. Наполнители - порошкообразные, волокнистые или слоистые неорганические или органические материалы, которые повышают прочность и жесткость пластмасс, тепло- и водостойкость, электроизоляционные и другие свойства. В качестве наполнителей пластмасс применяют мел, тальк, каолин, кварцевый песок, волокна хлопка, асбест, ткани и бумагу. Пластификаторы (мягчители) - маслообразные органические вещества, которые вводятся в пластмассы для увеличения их эластичности и гибкости, морозостойкости. Красители применяют для окрашивания пластмасс. Ими могут быть тонкоизмельченные пигменты или органические красители, стойкие к действию высоких температур при переработке пластмасс. Стабилизаторы вводятся в состав пластмасс для замедления процесса их старения.

Термопластичные пластмассы (термопласты) при нагревании размягчаются и плавятся, а при охлаждении затвердевают. Процесс размягчения и затвердевания может быть многократным. Термопластичные пластмассы (термопласты) при нагревании размягчаются и плавятся, а при охлаждении затвердевают. Процесс размягчения и затвердевания может быть многократным. Термореактивные пластмассы (реактопласты) необратимы: при нагревании они вначале плавятся, а затем переходят в твердое неплавкое состояние за счет изменения структуры.

По природе связующих По природе связующих различают пластмассы: на основе синтетических полимеров (смол), химически измененных природных полимеров (эфиров целлюлозы, белков) природных смол (битумов и пеков).

Краткая характеристика и область применения основных термопластов

Методы изготовления деталей из термопластичных материалов пневматическая и вакуумная формовка; штамповка; экструзия (выдавливание); непрерывное выдавливание- получение листовых материалов ; прессование; литье под давлением; литьевое прессование; центробежное литье; обработка пластмасс резанием

Пневматическая и вакуумная формовка

Штамповка

Экструзия (выдавливание)

Получение листовых материалов методом экструзии

Прессование

Литьевое прессование

Литье под давлением, центробежное литье Литье под давлением характеризуется высокой производительностью, а получаемые изделия — высокой точностью и повышенной чистотой поверхности. Технология позволяет получать детали массой от нескольких десятков граммов до 100 кг. Литьем под давлением получают детали сложной конфигурации с различными толщинами стенок, ребрами жесткости, с резьбами и т.д.

Методы изготовления деталей из реактопластов экструзия, прессование обработка резанием

Экструзия

Обработка пластмасс резанием

Резинотехнические изделия

Резина

Вулканизация

Технологический процесс получения резинотехнических изделий

Технологический процесс получения резинотехнических изделий

Каландрирование

Композиционные материалы (КМ) Композиционный материал- объемное сочетание хотя бы двух химически разнородных материалов материалов с четкой границей раздела между этими компонентами. Композиционные материалы подразделяются на волокнистые, слоистые и дисперсно-упрочненные. Матрица - является основой конструкции придает изделию форму, воспринимает внешние нагрузки. Армирующие материалы могут быть волокна, слои , а в некоторых случаях дисперсные частицы. Чаще всего используются волокнистые композиционные материалы. В зависимости от материала матрицы они разделяются на металлические композиционные материалы (МКМ) и полимерные композиционные материалы (ПКМ). В первой - материалом матрицы служит металл, во второй - _ термореактивный полимер.

Металлические композиционные материалы(МКМ) Применение этих материалов позволяет создать изделия из МКМ, работающие при температурах от 300 до 1600C/

Изготовление изделий из МКМ При разработке технологического процесса приходится решать многие вопросы: в том числе, выбор материала волокон и матрицы, конструкции армирующих элементов, способа объединения волокон и матрицы. Методы получения армирующих элементов Основные способы объединения волокон и матрицы Жидкофазные – пропитка Твердофазные - ОМД, сварка Из других следует отметить: осаждение из раствора солей, осаждение из парогазовой фазы, направленная кристаллизация, плазменное напыление.

Методы получения армирующих элементов Для получения армирующих элементов из коротких волокон или проволок применяют технологию текстильной переработки. Короткие волокна перерабатывают в пряжу. Пряжу используют либо непосредственно, либо изготавливают на ее основе ткань.

Изготовление изделий из МКМ Наиболее освоенным промышленностью способом изготовления изделий из МКМ является пропитка Применяют две схемы пропитки. Изделие из МКМ получают путем заливки расплавленного материала матрицы в форму с уложенным в ней каркасом из армирующих волокон. Для повышения качества используют вакуумную пропитку. Для этого полуфабрикат на выходе помещают в вакуумную камеру.

Протяжка Наиболее производительным является способ непрерывной протяжки армирующих каркасов через расплав материала матрицы. Волокна или ленты проходят через ванну с расплавом и на выходе через фильеру получают непрерывный полуфабрикат с заданной формой поперечного сечения.

Изготовление изделий из МКМ методами ОМД (прокатка и ковка) Из твердофазных способов изготовления изделий из МКМ в промышленности наиболее освоены методы ОМД (прокатка и ковка). Основным критерием применения этих способов является: совместное пластическое деформирование материала матрицы и волокон не должно приводить к разрушению армирующих элементов.

Полимерные композиционные материалы (ПКМ) Основным материалом матрицы полимерно-композициционного материала (ПКМ) является термореактивные смолы (эпоксидные, полиэфирные) которые отверждаются при введении в них отвердителя. В качестве армирующего элемента используютя стекловолокно, волокна углерода и бора Название ПКМ присваивают в зависимости от используемого армирующего материала. В частности для упомянутых выше материалов ПКМ называются: стеклопластиками, углепластиками и боропластиками.

Изготовление изделий из ПКМ - Пропитка, - Контактная формовка, - Прессование, - Обработка материалов резанием

Пропитка Пропитка Универсальным и наиболее освоенным промышленностью способом изготовления ПКМ является пропитка. Намотка волокон осуществляется на вращающуюся оправку с контролируемым углом и расположением армирующего материала. Одновременно производится пропитка фенолформоальдегидными смолами

Контактная формовка Контактная формовка Контактной формовкой изготавливают крупногабаритные детали. На специально изготовленную форму наносят предварительно раскроенный слой ткани пропитанный связующим и специальным инструментом обеспечивают плотное прилегание ткани к поверхности формы. Затем снова наносят ткань и связующее и т.д. до получения нужной толщины. Отверждение происходит при нормальной температуре в течение 5…50 ч. Для сокращения процесса отверждения заготовку помещают в автоклав. В этом случае отверждение происходит при повышенных температуре и давлении.

Прессование Прессование (Получение слоистых ПКМ) В электротехнической и химической промышленности широко используются слоистые КМ. В них армирующим элементом является: хлопчатобумажная ткань для текстолита или бумага для гетинакса В качестве матрицы используются эпоксидные смолы, которые обеспечивают высокую механическую прочность, кремнеорганические смолы, которые обеспечивают химическую стойкость, фенолформальдегидные смолы, которые обеспечивают высокие электроизоляционные свойства. Производство таких материалов осуществляется с помощью прессования. В пресс-форму помещают слой ткани или бумаги, пропитанный связующим. Затем наносят последующие слои