Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Структура и строение пластических масс.




Читайте также:
  1. Foreign Office – структура, функции…..
  2. I. Сущность и структура финансового рынка.
  3. II. Построение карты гидроизогипс
  4. II. Построение карты гидроизогипс
  5. II. СТРОЕНИЕ ОБЩЕСТВА, СОЦИАЛЬНЫЕ ИНСТИТУТЫ
  6. IX.1.4.1. Строение атома
  7. VII.1.2) Правовая структура вещи.
  8. Автопостроение каналов
  9. Агрегат-структура
  10. Администрация Президента РФ: понятие, правовы основы, внутренняя структура.

Пластические массы (пластмассы) - неметал­лические композиционные материалы на основе полимеров (смол), способные под влиянием нагревания и давления формироваться в изделия и устойчиво сохранять в результате охлаждения или отверждения приданную им форму.

Для пластмасс характерны малая плотность, высокая устойчивость против коррозии, в боль­шинстве случаев низкий коэффициент трения, высокие электроизоляционные, теплоизоляцион­ные и демпфирующие свойства, декоративность. Их недостатки — низкие теплостойкость и теп­лопроводность, гигроскопичность, склонность к старению и снижению прочностных свойств под воздействием температуры; времени и различных сред. Основу пластмасс составляют полимеры, от типа и количества которых зависят физиче­ские, механические и технологические свойства пластмасс.

Полимеры— это высокомолекулярные соединения (рис. 7.1), имеющие линейную (а), разветвленную (б) или пространственную (в) структуру. Молекула полимера — это длинная цепь, состоящая из отдельных звеньев (рис. 7.2), однотипных по химическому составу и строению (гомополимер) или разнотипных (сополимер). Полимер, у которого макромолекулы состоят из разнородных относительно крупных звеньев (ос­колков макромолекул), называют блок-сополи­мером. Если к макромолекулам прививаются «боковые» отростки макромолекул другого ве­щества, то получаются привитые сополимеры. Создавай привитые сополимеры, можно полу­чать материалы с новыми, заранее заданными свойствами.

 


 

Рис. 7.1. Структура полимеров

А – линейная, б – разветвленная, в - пространственная

 

Полимеры могут находиться в аморфном и кристаллическом состояниях. При переходе по­лимера из аморфного в кристаллическое состоя­ние существенно меняются его физико-механиче­ские свойства, повышается прочность и тепло­стойкость. Под действием теплоты аморфные полимеры переходят из твердого (стеклообраз­ного) состояния в высокоэластичное и вязкотекучее состояние (рис. 7.1). Из термомеханической кривой аморфного полимера видно, что в темпе­ратурной зоне I вещество находится в стекло­образном состоянии, деформация е мала и уве­личивается пропорционально температуре. Выше температуры стеклования tc полимер становится высокоэластичным (зона II), а выше температуры текучести tТ — вязкотекучим (зона III). Теплостойкость полимерного ма­териала характеризуется температурой стеклова­ния tc. Знание температур стеклования и теку­чести позволяет обоснованно назначать темпе­ратурные интервалы формования изделий из по­лимеров.



Для кристаллических полимеров термомеха­нические кривые имеют иной вид, чем для аморфных полимеров. Некоторые полимеры с увеличением температуры разлагаются, не пере­ходя в вязкотекучее состояние.

Линейные и разветвленные поли­меры служат основой термопластичных пласт­масс (термопластов). Макромолекулы линейных полимеров представляют собой цепи, имеющие длину, в сотни и тысячи раз превышающую раз­меры поперечного сечения. При разветвленной структуре полимера макромолекулы имеют боковые ответвления, длина и число которых мо­гут быть различными.

Полимеры, способные образовывать пространственные структуры, служат основой термореактивных пластмасс (реактопластов). Пространственные структуры получаются из отдельных линейных цепей полимеров в ре­зультате возникновения поперечных связей. При этом полимер становится полностью неплавким и нерастворимым. При редких связях возможно некoтоpоe набухание под воздействием растворителя и незначительное размягчение при нагреве.



Полимеры с течением времени могут значи­тельно изменять свои свойства и стареть. При этом снижается механическая прочность, уменьшается эластичность, повышается хрупкость. Старение полимеров происходит в результате физико-химических процессов, в основном деструкции — разрыва химических связей в основной цепи макромолекул. Деструкцию полимеров вызывает нагрев, воздействие окислительных реагентов, облучение и т. д.

Механическая деструкция происходит при {стирании и разрыве полимерных материалов. Термическая деструкция зависит от структуры полимера и приводит к его распаду на исходные мономеры. Химическая деструкция возникает год влиянием кислорода воздуха и может уско­ряться под действием света.

Для замедления процесса старения в пласт­массы добавляют различные стабилизаторы — органические вещества, которые уменьшают дей­ствие того или иного фактора. Например, амины предохраняют полимеры от окисления; сажа, поглощая свет, служит светостабилизатором и т. д.

Классификация пластмасс. В зависимости от вида связей между молекулами полимеров и их поведения при повышенных температурах пласт­массы (табл. 17) разделяют на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).

Термопласты получают на основе поли­меров, молекулы которых связаны слабыми межмолекулярными силами. Наличие таких меж­молекулярных связей позволяет полимеру много раз размягчаться при нагревании и твердеть три охлаждении, не теряя свои первоначальные свойства. К термопластам относят полиэтилен, капрон, полиамиды; поливинилхлорид, винипласты, фторопласты, органическое стекло и др.



 


Рис. 7.2. Термомеханическая кривая аморфного полимера

 

Реактопласты получают на основе поли­меров, молекулы которых наряду с межмолекулярными силами могут связываться химически. Возникновение прочных химических связей в полимерах происходит при нагревании или при введении отверждающих добавок - отвердителей.

Отвердителями называют вещества, которые в количестве нескольких процентов вво­дят в реактопласты для соединения полимерных молекул химическими связями. В результате введения отвердителя образуется пространст­венная молекулярная сетка, а молекулы отвер­дителя становятся частями этой сетки. При воз­никновении химических связей полимер превра­щается в жесткое неплавящееся и нерастворимое вещество. Примером реактопластов могут слу­жить эпоксидные и полиэфирные смолы, фено­пласты и другие полимеры.

 

 

Пластмассы разделяют на пластики и эластики. Первые называют жесткими, они имеют незначительное относительное удлинение, вторые — мягкими, они имеют большое относи­тельное удлинение и малую упругость.

По составу пластмассы разделяют на две группы — ненаполненные и наполненные (ком­позиционные).

Ненаполненные пластмассы — это полимеры в чистом виде, например полиэтилен, полиамид, органическое стекло и др.

Наполненные пластмассы — это сложные композиции, содержащие кроме поли­мера различные добавки. Добавки позволяют из­менять свойства полимера в нужном направле­нии. К добавкам относят наполнители, пласти­фикаторы, стабилизаторы, катализаторы, краси­тели, отвердители и специальные добавки.

Наполнители упрочняют материал, удешевля­ют его и придают ему специальные свойства, на­пример повышают теплостойкость, уменьшают усадку и т. д. В качестве наполнителей исполь­зуют органические (древесная мука, целлюлоза, хлопковые очесы, хлопчатобумажная ткань, дре­весный шпон, бумага и т. д.) и неорганические (графит, тальк, асбест, кварц, слюда, стекло­волокно, стеклоткань и др.) вещества. В пласт­массе может содержаться до 70% наполнителей.

Пластификаторы облегчают переработку пластмасс и делают их более эластичными. Кро­ме того, пластификаторы увеличивают гибкость, уменьшают хрупкость и улучшают формуемость пластмасс. Пластификаторы уменьша­ют межмолекулярное взаимодействие и хорошо совмещаются с полимерами. В качестве пластификаторов исполь­зуют эфиры, дибутилфталат, касторо­вое масло и др. Их добавляют в пла­стмассы в количестве 10—20%.

Стабилизаторы — различные орга­нические вещества, способствуют предотвращению старения пластмасс и сохранению их полезных характери­стик. Отвердители ускоряют про­цессы отвердения смол и получения пластмасс. Катализаторы — ве­щества (известь, магнезия и др.), уско­ряющие отвердение пластмасс. Кра­сители—вещества (сурик, мумия, ни­грозин и др.), придающие пластмас­сам требуемый цвет. Специаль­ные добавки — вещества, которые служат для изменения или усиления какого-либо свойства. К ним относят смазывающие вещества (стеарин, олеиновая кис­лота и др.), которые увеличивают текучесть, уменьшают трение между частицами композиций и устраняют прилипание к пресс-формам, веще­ства для уменьшения статических, электрических зарядов, уменьшения горючести, защиты от пле­сени и т. д.

 


Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 27; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.017 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты