Наполнителями служат слоистые материалы, преимущественно ткани:
- стеклотекстолит (стеклянная ткань, пропитанная смолой);
- стеклопластики с ориентированным стекловолокном;
- текстолит (хлопчатобумажная ткань, пропитанная смолой);
- гетинакс (плотная бумага, пропитанная смолой);
- асботекстолит (асбестовая ткань, пропитанная смолой).
Стеклотекстолит. Стеклянную ткань, полученную из стекловолокна, пропитывают связующей смолой в условиях горячего прессования.
Плотность — 1,5…1,9 г/см 3 . Является наиболее прочным пластиком, σ в достигает 490 МПа. Удельная прочность выше, чем у высокопрочных Аl сплавов и сталей. Обладает высокой стойкостью к воде, керосину, бензину, маслам, хороший электроизолятор, имеет хорошие теплоизоляционные свойства (выше, чем у текстолитов). Обрабатывается резанием, склеивается, сваривается. Недостаток — низкое сопротивление удару, пониженный предел усталости.
Текстолит и гетинакс. В текстолите наполнителем является хлопчатобумажная ткань, в гетинаксе — сульфатная бумага. По свойствам они сходны. Имеют высокую стойкость к воде и нефтепродуктам, хорошие диэлектрические свойства, легко обрабатываются резанием и склеиваются. Текстолит несколько прочнее гетинакса и менее гигроскопичен, но уступает по электроизоляционным свойствам.
Гетинакс можно применять при температуре 120…140 0 С. Используется для облицовки помещений, кабин самолетов, железнодорожных вагонов, судов.
Текстолит применяют для изготовления зубчатых колес, вкладышей подшипников скольжения (служат в 10…15 раз больше бронзовых), однако температура нагрева их не должна превышать 90 0 С.
Асботекстолит — асбестовая ткань, пропитанная фенолформальдегидной смолой. Это бензинокеросиностойкий материал с плотностью 1,6 г/см 3 .
Он обладает хорошими фрикционными, электро- и теплоизоляционноми свойствами. Хорошо сопротивляется колебаниям температуры и влажности. Изготавливают лопатки ротационных бензонасосов, фрикционные диски, тормозные колодки. Выдерживает кратковременно высокие температуры и поэтому применяется в качестве теплозащитного и теплоизоляционного материала (1…4 часа при 250…500 0 С).
Армированные пластики
Армированные пластики – обширная группа КПМ, содержащих в качестве упрочняющего наполнителя волокнистые, тканевые, сеточные и листовые материалы. Различают волокнистые армированные пластики с полимерной матрицей, упрочненной непрерывными или дискретными волокнами, и слоистые, элементы которых выполнены в виде слоев.
Для изготовления изделий из армированных пластиков применяют специальные технологические методы.
Методом намотки получают изделия с армирующим волокнистым наполнителем (волокно, нити, жгуты, ленты, ткани), которые укладывают на оправку (дорн), повторяющую форму изделия и являющуюся основной частью намоточного агрегата. При окружной намотке наполнитель укладывают на вращающуюся оправку по нормали к оси вращения. При спиральной намотке наполнитель располагают под углом 25-85 о к оси вращения.
Сферические изделия получают методом планарной намотки наполнителя на шаровую оправку («клубок»). Для обеспечения равнопрочности изделия оправку вращают вокруг оси, проходящей через опоры, и поворачивают в плоскости меридиана.
Применение многокоординатных намоточных станков с ЧПУ позволяет автоматизировать процесс намотки и сделать его высокопроизводительным.
Метод контактного формования изделий из АП включает следующие операции: выкладку на форму слоев [препрега или] волокнистого наполнителя с одновременной пропиткой связующим; уплотнение прикаточным роликом или кистью, которой наносят связующее; отверждение (чаще всего холодное).
Структуру ортотропного пластика, имеющего три ортогональные плоскости симметрии физических свойств, формируют путем укладки волокон в трех взаимно перпендикулярных направлениях, либо используя специальные многослойные ткани объемного наполнения.
Разновидностью этого метода является метод штампования: изготовление полуфабриката в виде листа из КПМ на термопластичной или термореактивной матрице с заданным расположением наполнителя; нагрев листа до высокоэластичного состояния матрицы; формование изделия под давлением между пуансоном и матрицей с последующим охлаждением ниже температуры плавления или стеклования матрицы; снижение давления и извлечение из формы.
Читайте также: Характеристика крови как ткани элементы крови их функции
В ряде случаев листовые полуфабрикаты подпрессовывают с помощью герметичных эластичных оболочек, используя вакуумирование (метод вакуумного формования) или нагнетание сжатого воздуха (пневматическое формование).
Профильные изделия большой длины (трубы, стержни и т.п.) из КПМ, матрица которых армирована в одном или двух направлениях, изготовляют с помощью специальных методов контактного прессования. Метод протяжки состоит в том, что жгуты или нити наполнителя, сматываемые с бобин, пропускают через ванну со связующим, собирают в пучок и протягивают через формующую головку, в которой задается требуемая форма и происходит частичное отверждение связующего. Затем профиль пропускают через тепловую камеру для окончательного формования КПМ.
При профильном прессовании препрег продавливают через фильеру и одновременно нагревают для отверждения термореактивной матрицы КПМ.
Характерным примером «конструирования» структуры КПМ в процессе изготовления является технология производства обширной группы резиновых, резинометаллических и резинотканевых изделий, объединенных общим термином «резинотехнические изделия».
Примеры изделий: ремни клиновые, ремни зубчатые, напорные рукава.
По специфической технологии получают сотопласты – армированные пластики, макроструктура которых представляет собой закономерно чередующиеся ячейки определенной формы. Сотопласты служат легким заполнителем в многослойных панелях, обеспечивая жесткость панелей.
3.3.1. Виды армированных пластиков
Волокнистые пластики – (ВАП). В настоящее время промышленность выпускает высокопрочные волокна широкой номенклатуры – угольные, борные, оксидные, полимерные и другие. Номенклатуру волокнистых пластиков составляют следующие материалы.
3.3.2. Стеклопластики – материалы на полимерной матрице, армированные стеклянным волокном. В СП высокая прочность сочетается со сравнительно низкой плотностью и теплопроводностью, высокими электроизоляционными характеристиками, радиопрозрачностью. Их применяют в судостроении (корпуса судов), транспортном машиностроении (кузова автомобилей, цистерн), в авиации и ракетной технике (радиопрозрачные обтекатели, лопасти вертолетов), в химической промышленности (коррозионностойкое оборудование и трубопроводы), в строительстве (несущие и облицовочные элементы), в электро- и радиотехнике (изоляторы и др.).
3.3.3. Асбопластики – теплостойкие КПМ, матрица которых наполнена асбестовыми материалами. Они длительно сохраняют механические свойства при температурах до 400 о С. Из асбопластиков изготовляют лопатки ротационных насосов, коллекторы электрических машин, тормозные колодки, химическую аппаратуру, элементы тепловой защиты ракет и др.
3.3.4. Волокниты – прессматериалы, состоящие из рубленного волокна, пропитанного термореактивной синтетической смолой. Волокниты, содержащие хлопковое или химическое волокно, называют органоволокнитами, углеродное – карбоволокнитами, борное – бороволокнитами и т.п. Матрицы волокнитов изготовляют из фенолоформадегидной смолы, иногда из других смол. В этом случае к слову «волокнит» добавляют начальные слоги из названия смолы, например, мелаволокнит на основе меламино-формальдегидной смолы.
Из волокнитов изготовляют изделия с высоким сопротивлением ударным нагрузкам: корпуса и крышки, шестерни, втулки, строительные панели.
3.3.5. Углеродопласты (карбопласты, углепластики) – КПМ, содержащие в качестве упрочняющего наполнителя углеродные волокна. Это прочные, жесткие, термически и химически устойчивые материалы с высокими электро- и теплопроводностью, небольшой плотностью, низкими значениями коэффициентов линейного расширения и трения.
Из углеродопластиков делают детали ракет, самолетов, судов, спортинвентарь и др.
3.3.6. Боропластики (бороволокниты) – композиционные материалы на матрице из термопластичных или термореактивных полимеров, содержащие волокна бора в качестве упрочняющего наполнителя.
Боропластики отличаются очень высокой прочностью, жесткостью, термостойкостью. Из них изготовляют несущие детали (винты, рули, обшивка крыльев, лопатки вентиляторов) самолетов и энергетических машин, спортивный инвентарь.
Читайте также: Как сделать брошь розочка из ткани
3.3.7. Группа слоистых армированных пластиков включает некоторые из перечисленных материалов с наполнителями в виде ткани (стеклопластики, асбопластики, углеродопласты), а также:
текстолиты – материалы, состоящие из слоев ткани, пропитанной термореактивной синтетической смолой. Характеризуются высокой прочностью, мало зависящей от температуры. Различают текстолиты на основе хлопчатобумажной ткани, стеклотекстолиты (стеклоткань), асботекстолиты (асбестовая ткань), органолиты (ткань из синтетических волокон), карботекстолиты (угольная ткань).
Из текстолитов изготовляют крупногабаритные изделия сложной формы (например, из текстолита – корпуса судов), вкладыши подшипников, электротехнические изделия.
Асботекстолиты применяют для теплозащиты ракет и как фрикционный материал.
Дублированные пластики – слоистые материалы, состоящие из листов полиэтилена, полипропилена и других термопластов, соединенных с тканью, химически стойкой резиной и т.п. Подслой обеспечивает крепление листов с помощью клеев на стенах зданий, сооружений, на обшивке оборудования.
Гетинакс – слоистый пластик на основе бумаги, пропитанной термореактивной синтетической смолой. Он отличается высокими механическими и электроизоляционными свойствами, поэтому его применяют в основном при изготовлении электротехнических изделий. Иногда гетинакс армируют металлической фольгой, облицовывают хлопчатобумажными и асбестовыми тканями. В качестве связующих при производстве гетинакса используют фенолоформальдегидные, эпоксидно-фенольные, меламиноформальдегидные и др. смолы.
Металлопласт – конструкционный материал, состоящий из металлического листа, покрытого с одной или двух сторон слоем полимера, например, полиэтилена, фторопласта, поливинилхлорида. Технология изготовления металлопласта включает наклеивание на металлические листы полимерной пленки, нанесение паст, напыление порошкообразного полимера и др. методы. Металлопласты можно длительно эксплуатировать в интервале температур от -40 о С до +60 о С, штамповать, сваривать электродуговой связкой без удаления покрытия. Их применяют для защиты от коррозии и декоративной отделки стен и крыш зданий, в производстве кузовов автомобилей, холодильников и др.
Древесно-слоистые пластики – материалы, получаемые горячим прессованием тонких листов древесины – шпона, пропитанного синтетическими термореактивными смолами. Шпон из лиственных пород древесины (береза, бук, липа) толщиной 0,3¸0,8 мм пропитывают водоэмульсионными или спирторастворимыми смолами в автоклавах. Иногда на шпон наносят смолу на вальцах. Затем его подсушивают, собирают в пакеты и прессуют на прессах с обогревом. Древесно-слоистые пластики применяют в качестве конструкционного и антифрикционного материала в авиа- и судостроении, в электротехнике и др.
Смеси – группа КПМ, структура которых представляет собой переплетенные непрерывные фазы (взаимопроникающие сетки) материалов матрицы и наполнителей. Номенклатуру этой группы составляют следующие материалы.
Смеси полимеров – материалы композиционного состава, в которых роль матрицы и наполнителей выполняют разнородные полимеры. Совмещать компоненты можно в твердом и в жидкотекучем состоянии.
Модификация полимерных матриц полимерными наполнителями позволяет в широких пределах регулировать свойства материалов.
Например, при введении полиуретанового наполнителя в матрицу из полиамида существенно повышается пластичность последнего.
Высокой износостойкостью отличаются материалы на полиамидной матрице, содержащие полиэтилен и фторопласт.
Введение полиамидов в матрицы из термопластов позволяет увеличить термостойкость термопластичных композитов.
Полимерные смеси используются в качестве матриц наполненных и армированных КПМ.
Полимерные компаунды – композиции на основе мономеров и/или олигомеров, предназначенные для заливки или пропитки токопроводящих схем и деталей с целью их изоляции в электро- и радиоаппаратуре.
Органосиликатные материалы – композиционные материалы на матрице из органических полимеров, содержащих компоненты силикатной или органической природы. Это пластмассы, модифицированные жидким стеклом, полимерцементы и др.
Читайте также: Что такое стабилизатор ткани вышивка
Полимерцемент – материал на основе композиционного связующего, включающего органический полимер и неорганическое вяжущее вещество.
Древесные плиты — КПМ, формируемый из смеси древесных стружек или волокон с небольшим содержанием синтетического связующего.
Древесно-волокнистые плиты вырабатывают путем отлива на сетке волокнистой древесной массы, получаемой при механическом истирании древесины, с добавлением 4-8% синтетической смолы.
Слоистые пластики (гетинакс, текстолит)
Стеклотекстолит
Стеклотекстолит — слоистый пластик. Представляет собой слоистый листовой материал, состоящий из нескольких слоев стеклоткани, склеенных между собой методом горячего прессования, с добавлением термореактивного эпоксифенольного связующего. Стеклотекстолит листовой используется в качестве электроизоляционного материала во многих отраслях промышленности. Стеклотекстолит — экологически чистый материал, обладает высокими диэлектрическими и механическими свойствами, тепло- и влагостойкостью, долговечностью.
Интервал рабочих температур,°С
Гетинакс
Гетинакс — слоистый пластик. Это электроизоляционный слоистый прессованный материал, имеющий бумажную основу, пропитанную фенольной или эпоксидной смолой. В основном гетинакс используется как основа заготовок печатных плат. Материал обладает низкой механической прочностью, легко обрабатывается и имеет относительно низкую стоимость. Гетинакс широко используется для дешёвого изготовления плат в низковольтной бытовой аппаратуре, т.к. в разогретом состоянии допускает штамповку, благодаря чему получается плата любой формы вместе со всеми отверстиями.
Существуют несколько разновидностей гетинакса, они различаются между собой условиями эксплуатации и составом, из которого они изготовлены.
Гетинакс I: производится из состава на основе фенолформальдегидной смолы, толщина листа от 0,4 до 50 мм. Имеет высокие механические свойства, хорошо поддается механической обработке резкой и сверлением. Отличается низким водопоглощением и сохранением электроизоляционных свойств при изменении влажности. Предназначен для работы на воздухе, рекомендуется к применению в низковольтной технике до 1000В в условиях нормальной относительной влажности окружающей среды и в трансформаторном масле.
Гетинакс V: изготавливается на основе совмещенных эпоксидной и фенолформальдегидной смол, толщиной от 1,0 до 50,0 мм. Помимо хороших механических показателей, имеет отличные электроизоляционные свойства: высокая электрическая прочность вдоль слоев и низкое значение тангенса угла диэлектрических потерь. Используется как электроизоляционный материал в условиях нормальной относительной влажности воздуха и в трансформаторном масле при напряжении свыше 1000В и частоте тока до 106 Гц.
Гетинакс ЛГ (лавсановый электротехнический) изготавливается по ТУ 16-503.224-82. Представляет собой слоистый прессованный материал, состоящий из нескольких слоев полиэфирной бумаги, пропитанной термореактивным связующим. Диапазон рабочей температуры при длительной эксплуатации составляет от -65°С до +150°С. Применяется как материал для электроизоляции, при работе на воздухе в условиях нормальной относительной влажности, а также в условиях повышенной влажности 93% при температуре 40°С.
Технические характеристики
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом