Основные свойства пластмасс.

Пластмассы по многим свойствам выгодно отличаются от других конструкционных материалов (дерева, металла к др.).

Физико-механические свойства. Пластмассы представляют собой материалы с разнообразными физико-механическими свойствами: от жестких материалов, напоминающих керамику, дерево, кость, до гибких, упругих, резиноподобных. Плотность различных пластмасс колеблется от 0,9 до 2,2 г/см³.

В среднем пластмассы в два раза легче алюминия, в 5…7 раз легче стали, меди, свинца, бронзы и.т.д. Особый класс представляют собой пено– и поропласты с очень малой плотностью (0,02…0,1 г/см⁵) и малой теплопроводностью.

Прочностные показатели (при разрыве, сжатии, ударе) у большинства пластмасс ниже, чем у металлов.

Прочности материалов с учетом их плотности у некоторых пластмасс условный показатель прочности (отношение предела прочности к плотности) оказывается выше, чем у лучших марок стали.

Коррозионная стойкость. Основные виды пластмасс, в отличие от металлов, противостоят не только атмосферной коррозии, но и воздействию различных кислот, щелочей, солей, растворителей.

Фрикционные свойства и стойкость к износу. Многие пластмассы отличаются низким коэффициентом трения и весьма малым износом. Текстолит, древеснослоистые пластики и капрон применяют в подшипниках и других узлах трения. Линолеум из поливинилхлоридной смолы очень хорошо противостоят износу. Некоторые пластмассы имеют большой коэффициент трения и применяются в тормозных устройствах.

Износоустойчивость капрона выше, чем у бронзы и баббита, при смазке в 10…20 раз, при сухом трении в 100…160 раз.

Диэлектрические свойства. Большинство пластмасс – хорошие диэлектрики, т.е. проводят плохо или совсем не проводят электрический ток, причем некоторые из них известны как лучшие диэлектрики современной техники, а в высокочастотных устройствах радиосвязи, телевидения, генераторах токов высокой частоты они незаменимы.

Оптические свойства. Некоторые пластмассы по праву носят название органических стекол (полиметилметакрилат, полистирол, поликарбонат). Они бесцветны, прозрачны, способны пропускать лучи света с широким диапазоном волн, в том числе и ультрафиолетовые, и значительно превосходят в этом отношении силикатные стекла. Например, полиметилметакрилатное органическое стекло пропускает ~73 % ультрафиолетовых лучей, а силикатное – всего 1…3 %. Эти пластмассы незаменимы в оптической промышленности и машиностроении, где необходимы прозрачные детали.

Доступность сырья. Синтетические пластмассы получают путем химических превращений (на основе реакций поликонденсации или полимеризации) из простых химических веществ, которые, в свою очередь, получают из столь доступных видов сырья, как уголь, нефть, воздух, известь и.т.д. Отечественная сырьевая база для получения органических синтетических материалов практически неисчерпаема.

Одновременно с перечисленными выше ценными свойствами пластмассам присущи и некоторые недостатки.

Низкая теплостойкость. Наиболее распространенные пластмассы могут удовлетворительно работать лишь в сравнительно небольшом интервале температур: термопласты от 60 до 80 °С и реактопласты до 120 °С. Рабочие температуры пластмасс на основе кремнийорганических полимеров и фторопластов гораздо выше (200 °С и более).

Низкая теплопроводность. Теплопроводность пластических масс в 500…600 раз ниже теплопроводности металлов, что вызывает значительные трудности при их применении в узлах и деталях машин, где необходим быстрый отвод тепла.

Низкая твердость. Твердость по Бринеллю колеблется в интервале 60…600 МПа (6…60 кгс/мм²).

Ползучесть. Это свойство у пластмасс, особенно термопластов, выражено гораздо сильнее, чем у металлов, что необходимо учитывать при конструировании деталей.

Прочность. Механическая прочность самых жестких пластмасс (стеклопластиков) в 1,2…1,5 раза меньше, чем у металлов.

Старение. Пластмассы изменяют свои свойства под действием нагрузки, тепла, влаги, света, воды при длительном пребывании в атмосферных условиях.

Внешний вид. Большинство пластмасс и изделия из них имеют твердую, блестящую поверхность. Изделия из пластмасс не нуждаются в лакировке, а так же поверхностном окрашивании, так как в процессе производства путем добавления различных пигментов можно получить любые цвета и оттенки изделий, в том числе и многоцветные имитации натуральных камней, кожи, перламутра. Пластмассы могут быть декорированы бумагой и тканью.

Простота переработки в изделия. Главное преимущество пластмасс – возможность изготовления из них изделий разнообразными методами: литье под давлением, прессованием, каландрованием, экструзией и др. Трудоемкость изготовления самых сложных деталей из пластмасс ничтожна по сравнению с трудоемкостью изготовления изделий из других материалов механической обработкой.

Коэффициент использования материала при переработке пластмасс 0,95…0,98, а у металлов при механической обработке 0,2…0,6 при литье 0,6…0,8.

ЛЕКЦИЯ 5