Неметаллические материалы

Ключевые слова:Пластмассы, резина, лакокрасочные материалы, асбест. Общие сведения и применение.

Основой неметаллических материалов являются синтетические и природные полимеры. Первые являются продуктами химической переработки нефти, природных газов, каменного угля,

горючих сланцев, а вторые, встречаются в природе - натуральный каучук, целлюлоза, слюда, асбест, природный графит.

Из синтетических или природных полимеров совместно с другими компонентами: наполнителями, красителями, пластификаторами и др. получают различные искусственные материалы. Основные из них, пластмассы, лакокрасочные и склеивающие материалы, резина, ас­бест, нашли применение в судостроении и судоремонте.

Пластмассышироко используются как конструкционные материа­лы. Их свойства определяются физико-механическими характеристика­ми основы - смолы. В зависимости от ее поведения при нагреве пластмассы подразделяют на термопластичные и термореактивные.

Термопластичные пластмассы (термопласты) при каждом нагреве размягчаются, переходят в вязкотекучее состояние, а при охлажде­нии отвердевают. К таким материалам относятся: оргстекло, полиэ­тилен, винипласт и др.

Термореактивные пластмассы (реактопласты) при нагреве внача­ле размягчаются, а затем при определенной температуре переходят в твердое, неплавкое и нерастворимое соединение, поэтому они не мо­гут повторно перерабатываться. К ним относят пластики на основе фенолоформальдегидной, полиэфирной и других смол.

Для расширения свойств пластмасс в ее состав вводят наполни­тели (порошки, волокна, листы и пр.), пластификаторы (глицерин, парафиновое масло и др.) и другие добавки (стабилизаторы, смазки, красители).

Пластмассы обладают большим разнообразием свойств: малая плотность, высокая коррозионная стойкость, высокие электроизоляци­онные характеристики, хорошие антифрикционные свойства, высокий коэффициент трения, большой диапазон твердости и эластичности, возможность обработки различными способами и др. Вместе с этим необходимо учитывать, что им присущи: малая прочность, жесткость и твердость; большая ползучесть, особенно у термопластов; низкая теплостойкость (от -60 до +200^ОС); низкая теплопроводность; ста­рение - потеря свойств под действием тепла, света, воды и других факторов.

Резина обладает весьма ценными свойствами: эластичностью, упругостью и др. Ее получают путем специальной обработки (вулка­низации) смеси каучука и серы с различными добавками. В судостро­ении она применяется для уплотнителъных элементов (сальников, прокладок, манжет), подшипников, электроизоляционных элементов, водоплавательных средств и др. Основные марки резины, их свойства и область применения в судостроении и судоремонте приведены в [7, с.91-923 учебник Лахтина].

Лакокрасочные материалы принадлежат к группе пленкообразую­щих материалов. Кроме пленкообразующих веществ (синтетические смолы, масла) компонентами их являются растворители, пластифика­торы и др.

Лакокрасочные материалы широко применяются для защиты корпу­са судна и его оборудования от коррозии, обрастания и с декора­тивными целями. Классификация лакокрасочных материалов по составу и назначению, совместимость их с грунтовками и технологические схемы окраски наружных и внутренних поверхностей корпуса судна, его трюмов, отсеков, цистерн и т.п. приведены в [7, с.51-61 учебник Лахтина].

Клеями обычно называют коллоидные растворы пленкообразующих полимеров, способные при затвердевании образовывать прочные плен­ки, хорошо прилипающие к различным материалам. Основные марки клея, рекомендуемые для склеивания различных судостроительных

ма­териалов, типовые режимы склеивания и рабочие температуры приве­дены в [7, с.72-76 учебник Лахтина]. Там же приведена рецептура и режимы отверждения эпоксидных клеев.

Асбестомназывают группу минералов волокнистого строения, представляющих собой скопление тончайших волокон в виде кристал­ликов, удлиненных по одной из своих осей. По специальной техноло­гии асбестовые минералы расщепляют на эластичные и прочные волок­на. Эти волокна являются исходным сырьем для производства ряда асбестовых материалов: нитей, шнуров, листовых и фрикционных ма­териалов, сальниковой набивки и т.д. Так, шнуры, сплетенные из асбестовой нити и пропитанные антифрикционным маслобензостойким составом

или клеем на основе каучука и графита или прорезиненного и пропитанного графитом, применяются в качестве сальниковых наби­вок, работающих в различных средах (вода, пар, топливо, аммиак и др.) при температурах до 500^ОС [7, с.64 учебник Лахтина]. См. приказ Минздрава Украины от 13.01.2006 г., № 7 «Об утверждении гигиенического норматива «Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых и естественных факторов, канцерогенных для человека» (Зарегистрирован в Минюсте 06.02.2006 г. под № 100/11974).

Неметаллические материалы достаточно широко применяются в су­достроении и судоремонте. Так, коррозионные разъедания и раковины втулки цилиндра МОД заделываются составом на основе эпоксидных смол (МВР-134-67), включающие следующие компоненты.

Состав 1: эпоксидная смола ЭД-5 - 100 в.ч., пластификатор ДБФ - 15-20 в.ч., отвердитель ПЭПА - 12-14 в.ч., наполнитель: графит - 30 в. ч., тонкоизмельченные металлические порошки - алю­миниевая или бронзовая пудра 15-20 в.ч., асбестовое волокно -5-10- в.ч., портланд-цемент - 30-40 в.ч.

Состав 2: эпоксидная смола ЭД-6 - 100 в.ч., пластификатор ДБФ - 20-25 в.ч., отвердитель ПЭПА - 10-12 в.ч., наполнитель - тот же, что и в составе 1.

Состав 3: компаунд К -153 - 100 в.ч., отвердитель ПЭПА -12 в. ч., наполнитель - тот же, что в составе 1.

Для экрана турбонагнетателя используется теплоизоляция "Мамва", составляющими которой являются:

а) вата минеральная марки 100 - 10 частей

б) асбест 7 сорта - 2 части

в) вода - 2 части

г) глина ФПС, ФВ или ФО - 1 часть

В качестве набивки и материала уплотнительных колец применя­ется резина, асбест и т.д.

Контрольные вопросы для самопроверки по подразделу 4.2. темы 4

1. Какие основные неметаллические материалы применяются в судостроении и

судоремонте.

2. Что такое пластмассы?

3. Какие вещества в производстве пластмасс применяются в ка­честве связующих

наполнителей, пластификаторов, красителей?

4. Какими красками покрывают наружные и внутренние поверх­ности судна?

5. Где в судостроении и судоремонте применяют клеи, их сос­тав и рабочие температуры?

6. Какие основные прокладочные материалы и сальниковые на­бивки применяются в

судостроении и судоремонте?

Иллюстрации к теме 4 – см. учебные пособия на сайте и др.