Пластмассы с листовым наполнителем

Декоративные бумажно-слоистые пластикиполучают прессованием специальной бумаги, пропитанной термореактивными полимерами. Для внутренних слоев применяют крафт-бумагу, для верхних слоев — декоративную бумагу.

Бумажно-слоистые пластики выдерживают нагрев до 120°С. Пластикам, нагретым до 100... 120°С, легко придается лю­бая необходимая форма, которая сохраняется после охлаждения.

ДБСП выпускают трех марок: А — повышенной износостой­кости для отделки горизонтальных поверхностей; Б — для отделки вертикальных поверхностей и менее жестких условий эксплуатации; В — для поделочных работ.

Поверхность ДБСП может имитировать ценные породы дерева или камня, быть глянцевой или матовой, одно- или многоцветной. Печатный рисунок защищает специальная покрывающая бумага «оверлей».

Фибра— твердый монолитный материал, образующийся в ре­зультате обработки нескольких слоев бумаги-основы пергаментирующим реагентом. Фибра выпускается одно- и многослойной. Мно­гослойная (склеенная) фибра изготавливается из нескольких отдель­ных слоев.

По назначению фибра бывает:

высокопрочная — фибра с ограниченными показателями маслобензинопоглощения, предназначенная для особо прочных деталей;

кислородостойкая — фибра для изготовления кислородостойких прокладок;

огнестойкая;

касторово-глицериновая — упругая и эластичная фибра, пропи­танная касторовым маслом и глицерином, предназначенная для уплот­нений в соединениях металлических конструкций и трубопроводов;

техническая — легко штампуемая прочная фибра с ограничен­ной водопоглощаемостью, предназначенная для деталей машин и приборов;

электротехническая фибра — с высокими показателями элек­трической прочности, применяемая в качестве электроизоляционного материала и др.

Гетинакс— материал, получаемый пропиткой различных сор­тов бумаги модифицированными фенольными, анилиноформальдегидными и карбамидными смолами. Гетинакс устойчив к действию химикатов, растворителей, пищевых продуктов, применяется при температуре до 120...140°С. По назначению гетинакс подразделяют на электротехнический и декоративный. Он используется для внутренней облицовки пассажирских ка­бин самолетов, вагонов, судов, в строительстве, а также применяется в производстве трансформаторов, телефонов, деталей радиоаппара­туры, печатных схем, втулок, шестерен и др.

Текстолит— слоистые пластмассы, получаемые из связующе­го (фенолформальдегидная смола) вещества и наполнителя (хлопча­тобумажные ткани — шифон, миткаль, бязь и др.). Текстолит отли­чается прочностью, способностью поглощать шумы и гасить вибра­ции, хорошо сопротивляется раскалыванию, однако он может работать только при невысоких температурах (до 90°С). В зависимо­сти от назначения текстолиты делят на конструкционные (зубчатые колеса, вкладыши подшипников, шкивы, втулки, прокладки в маши­ностроении), электротехнические (распределительные щиты и монтажные панели), графитизированные и др.

Древесно-слоистые пластики (ДСП)— искусственный древес­ный материал, изготовленный из лущеного шпона, пропитанного и склеенного резольным фенолформальдегидным полимером. Существенная анизотропия свойств материала достигается при одинаковом расположении волокон в смежных слоях, и, наоборот, одинаковые механические свойства в разных направлениях обеспечиваются при взаимно перпендикулярном расположении волокон.

Древесно-слоистые пластики отличаются от исходной древеси­ны и фанеры большей плотностью (1250...1330 кг/м³) и обладают вы­сокими механическими свойствами. ДСП обладают высокой теплостойкостью и низкой теп­лопроводностью 0,16...0,28 Вт/(мК); водопоглощение за 24 ч — 5... 10%. Они немагнитные. Эти пластики стойки к действию масел, раствори­телей, моющих средств, но чувствительны к влаге.

ДСП применяют при производстве радио- и электроприборов, а также в строительных и машиностроительных несущих конструкциях, вспомога­тельных, крепежных и монтажных элементах, от которых требуется хими­ческая стойкость, немагнитность, высокое сопротивление истиранию (шкивы, втулки, ползуны лесопильных рам, корпусы насосов, подшипники, детали автомобилей и железнодорожных вагонов, лодок, матрицы для вы­тяжки и штамповки). Шестерни из ДСП долговечны, подшипники из ДСП не образуют задиров при работе их в паре с металлическими изделиями. Снижается уровень шума.

Стеклопластики — пластмассы, содержащие в качестве упроч­няющего (армирующего) наполнителя стекловолокнистые материа­лы. В некоторые стеклопластики для повышения вязкости полимер­ного связующего, уменьшения усадки, придания затвердевшим ком­позициям необходимой жесткости и твердости, а также соответствующего декоративного вида вводят инертные наполните­ли: каолин, маршалит, тальк, слюду и др.

Выбор связующего вещества для стеклопластиков определяется условиями их изготовления и эксплуатации. Стеклопластики на формальдегидном связующем веществе имеют более высокие теплостой­кость и электроизоляционные свойства, чем текстолит, но недоста­точно вибропрочны. Эпоксидные смолы обеспечивают наиболее вы­сокие механические свойства и не требуют высокого давления при прессовании, что позволяет изготавливать крупногабаритные детали. Кремнийорганические смолы придают небольшую механическую прочность, но высокие тепло-, морозо- и коррозионную стойкость.

Выпускают три разновидности стеклопластиков на основе: 1) рубленых неориентированных волокон, 2) ориентированных длин­ных волокон и 3) тканей.

Изделия с использованием неориентированных или ориенти­рованных длинных волокон, уложенных прядями, называются стекловолокнитами, а изделия из тканей или длинных волокон, склеенных между собой в виде стеклянного шпона и уложенных, как в фанере, — стеклотекстолитами.

Неориентированные стекловолокниты обладают изотропными прочностными характеристиками, намного более высокими, чем в материалах с порошкообразным наполнителем, и могут прессоваться в изделия сложной формы, в том числе с металлической арматурой. Эти материалы используются как конструкционные в электротехнике и машиностроении (золотники, уплотнения насосов и др.).

Стеклопластикам свойственна большая (7...10%) неоднород­ность механических свойств, что обусловлено составом, структурой и технологией производства. В стеклотекстолитах сильно (в 2…10 раз) проявляется анизотропия свойств в продольном и поперечном на­правлениях.

Плотность стеклопластиков в 1,5...2 раза меньше, чем стекла, и в 1,5 раза — изделий из алюминиевых сплавов, существенно превы­шая последние по механической прочности (плотность стеклопласти­ков на основе рубленого стекловолокна 1400 кг/м³).

Предел прочности при растяжении стеклотекстолитов при плотности 1800...2000 кг/м³ составляет 1000 МПа. Прочность стекло­пластиков на изгиб и растяжение в 5...10 раз больше, чем у стекла. Модуль упругости стеклопластиков 18 000...58 000 МПа, что в 10...20 раз более модуля упругости полимера. Они в несколько десятков раз более, чем стекло, стойки к ударным воздействиям. Отношение пре­дела выносливости к плотности (удельная усталостная прочность) стеклопластиков примерно такое же, как у малоуглеродистой стали: они могут выдерживать длительные эксплуатационные нагрузки. Стеклопластики обладают высокой демпфирующей способностью, хорошо работают при вибрационных нагрузках.

Стеклопластики обладают теплопроводностью в 6... 10 раз бо­лее низкой, чем такие материалы, как керамика, бетон и железобетон. По значению температурного коэффициента линейного расширения (10^.10^-6... 25^. 10^-6) стеклопластики близки к легким металлам. Длитель­но стеклопластики могут работать при температуре 200...400°С, од­нако кратковременно (~ 10 с) они выдерживают несколько тысяч гра­дусов, являясь теплозащитным материалом.

Светопропускание стеклопластиков может достигать 90% при толщине 1,5 мм, в том числе до 30% — в ультрафиолетовом спектре против 0,5% для обычного и силикатного стекла.

Ориентированные стекловолокниты и стеклотекстолиты отли­чаются высокими прочностными характеристиками, выдерживают большие инерционные нагрузки, могут работать при температурах 60...200°С. Из них изготавливают детали высокой точности с арма­турой и резьбой.

Недостатками стеклопластиков являются склонность к старе­нию и пониженная долговечность при эксплуатации в суровых кли­матических условиях.

Стеклопластики как конструкционный материал применяются в раз­личных отраслях народного хозяйства. Стеклотекстолиты применяют в виде силовых изделий в авиационной и ракетной технике, в машинострое­нии и железнодорожной промышленности: несущие детали летательных аппаратов, кузова и кабины автомашин, автоцистерны, железнодорожные вагоны, корпуса лодок, судов, кожухи, защитные ограждения, вентиляци­онные трубы, контейнеры и др.

В строительстве стеклопластики применяют в виде плоских и волни­стых листов (стеклотекстолиты, полиэфирные стеклопластики и др.) для устройства светопрозрачной кровли промышленных зданий и сооружений; теплиц и оранжерей; малых архитектурных форм; трехслойных светопрозрачных и глухих панелей ограждений и покрытий; оболочек и куполов; изделий коробчатого и трубчатого сечений; оконных и дверных блоков; санитарно-технических изделий; форм для изготовления бетонных и желе­зобетонных изделий и др.

Металлоорганопластики (алоры)— материалы из чередующих­ся слоев алюминиевого сплава и армированного композиционного полимерного материала (слоя органопластика), выполняющего ком­плекс разнообразных функций и прежде всего функцию внутреннего стопора усталостных трещин.

Алоры — материалы с повышенной долговечностью. Стой­кость алора к вибрационным нагрузкам и высоким звукоизолирую­щим свойствам делает возможным его использование в конструкциях вагонов скоростных поездов, метро, автомобилей и тракторов. При­менение алора с тканым арамидным наполнителем взамен традици­онных алюминиевых сплавов обеспечивает снижение массы конст­рукции на 10...20%.