Презентация - "Презентация по материаловедению "Термопластические полимеры и пластмассы. Прокладочные, уплотнительные и изоляционные материалы. Абразивные материалы и инструмент на их основе. Смазочные масла и смазки. Конструкционные масла и технологические жидкости""

28.11.2022г._ТЭО.21
Лекция 19 Термопластические полимеры и пластмассы. Прокладочные, уплотнительные и изоляционные материалы. Абразивные материалы и инструмент на их основе. Смазочные масла и смазки. Конструкционные масла и технологические жидкости.

Пластмассы — материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления формоваться в изделия сложной конфигурации и устойчиво сохранять приданную им форму. Пластические массы относятся к полимерным высокомолекулярным синтетическим материалам. Их (как и металл) можно сваривать, прессовать и прокатывать. Кроме того, из них отливают детали самой сложной формы.

По виду основного вещества, т. е. его свойств при нагреве, все пластмассы подразделяют на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты).
Термопласты отличаются высокой технологичностью и небольшой усадкой при формовке, обладают большой упругостью и не склонны к хрупкому разрушению. Детали из них преимущественно изготавливаются без наполнителя.
Термореактивные пластмассы хрупкие и дают большую осадку, поэтому использование наполнителя при изготовлении из них деталей предпочтительно.

Полиэтилен. Он обладает рядом ценных свойств: влаго- и газонепроницаем, не набухает в воде, эластичен в широком интервале температур, устойчив к действию кислот и щелочей, обладает очень хорошими диэлектрическими свойствами.
Полиэтилен выпускают высокого давления (ВД) и низкого давления (НД), различающиеся методом изготовления и физико-химическими свойствами. Полиэтилен ВД имеет температуру плавления 115°С, а полиэтилен НД – 120-135°С.
Полиэтилен низкого давления обладает большей механической прочностью и жесткостью, чем полиэтилен высокого давления, и используется для изготовления труб, шлангов, листов, пленки, деталей высокочастотных установок и радиоаппаратуры, различных емкостей. Литьем изготовляют вентили, краны, золотники, зубчатые колеса, работающие с малой нагрузкой. Полиэтилен высокого давления применяют как упаковочный материал в виде пленки или в виде небьющейся химической посуды.
Однако ввиду недостаточной прочности для изготовления деталей машин его применяют ограниченно.
Основной недостаток полиэтилена - его невысокая теплостойкость, изделия из него рекомендуется использовать при температуре не выше 80°С. Полиэтилен хорошо обрабатывается и перерабатывается всеми известными способами: литьем под давлением, вакуум-формованием, экструзией, механической обработкой, сваркой. (http://osvarke.info/180-termoplastichnye-polimery-i-plastmassy.html)

Поливинилхлорид. Пластифицированный поливинилхлорид называют пластиком, непластифицированный твердый листовой материал - винипластом. Пластмассы на основе поливинилхлорида обладают хорошими диэлектрическими и механическими свойствами. Однако они имеют невысокую термостойкость: до 60°С. Поливинилхлорид не стоек к действию ароматических и хлорированных углеводородов и концентрированной азотной кислоты.
Рабочая температура винипласта для нагруженных деталей от 0 до +40°С. Винипласт при пониженных температурах становится хрупким; при резких изменениях температуры коробится, а при нагреве до 40-60°С разупрочняется и теряет жесткость. Он не горит, но при температуре 120-140°С начинает размягчаться, что используется для сварки отдельных листов между собой. В пламени обугливается; температура разложения 160-200°С. Склонен к старению под влиянием атмосферных воздействий и химических реагентов, при этом приобретает повышенную хрупкость и пониженную прочность при разрыве.
Винипласт выпускают главным образом в виде листов, труб, стержней, уголка. Изделия из винипласта изготовляют выдавливанием, штамповкой, гибкой, механической обработкой, сваркой, склейкой. Склеивание осуществляют перхлорвиниловым клеем. Гибку, штамповку, вытяжку можно проводить при нагреве (130°С).
Изделия из винипласта не должны подвергаться толчкам и ударам при низких температурах, их прочность зависит от величины и продолжительности действия деформирующих усилий. Во все композиции на основе поливинилхлорида вводят стабилизирующие вещества для защиты от теплоты и света. (http://osvarke.info/180-termoplastichnye-polimery-i-plastmassy.html)

Из винипласта изготовляют емкости в химическом машиностроении, аккумуляторные баки и сепараторы для аккумуляторов, вентили, клапаны, фитинги для трубопроводов, крышки, пробки, плитки для футеровки электролизных и травильных ванн, детали насосов и вентиляторов и другие изделия.

Они отличаются сравнительно высокой прочностью и низким коэффициентом трения.
Наибольшее распространение из полиамидов получил капрон как относительно дешевый и наименее дефицитный материал. Его износостойкость в несколько раз выше, чем стали, чугуна и некоторых цветных металлов. Наилучшими антифрикционными свойствами обладает капрон с добавлением 3-5% графита. Ввиду низкой теплопроводности капрона (в 250-300 раз меньше, чем у металлов) при конструировании подшипников необходимо принимать меры для обеспечения хорошего теплоотвода. Капрон отличается удовлетворительной химической стойкостью, а также стойкостью к щелочам и большинству растворителей (бензину, спирту и др.).
Для изготовления деталей из капрона и других полиамидов наиболее широко используют метод литья под давлением. Капрон хорошо обрабатывается резанием, склеивается и сваривается. Из него выполняют детали антифрикционного назначения, подшипники, зубчатые колеса, кронштейны, рукоятки, крышки, корпуса, трубопроводную арматуру, прокладки, шайбы и т. п.
Полиамиды

Продукция из полиамида

Творческое задание
Подготовить реферат или презентацию на тему:
1. Применение полистирола, фторопласта, поликарбоната, пенопласта, полиимидов.
2. Применение термореактивных пластмасс (реактопластов).
3. Абразивные материалы и инструмент на их основе.

Прокладочные, уплотнительные и изоляционные материалы
Для придания плотности и герметичности со­единениям деталей машин (трубы, различные со­единения и др.) и устранения возможного проса­чивания жидкости и прорыва газов используют прокладочные и уплотнительные материалы.

Изоляционные материалы — это органические и неорганические вещества, обладающие огне­стойкостью и малой тепло- и электропроводно­стью. Они применяются для изоляции находящихся под током деталей машин и электропрово­дов. Наибольшее распространение получили сле­дующие прокладочные и изоляционные материалы.

В качестве прокладочных материалов используют естественные, синтетические или композиционные материалы

Естественные материалы – кора пробкового дерева, асбест, войлок и отожженная медь.
Кора пробкового дерева применяется при небольших давлениях и температурах. Основное ее достоинство – маслобензостойкость. Из-за дефицитности применение коры пробкового дерева ограничено. Часто используют пробковую крошку в синтетическом клеящем составе.
Асбест обладает прочностью, эластичностью, диэлектрическими свойствами, он устойчив при температурах до 1 500 °С.
Войлок – плотный шерстяной материал. Войлочные прокладки предотвращают попадание в соединения посторонних загрязнений, задерживают смазочные масла, смягчают удары и вибрации, являются хорошим шумоизолятором. При высоких температурах и давлениях применяют красную отожженную медь.

Естественные материалы

Синтетические материалы – маслобензостойкая резина, различные пластмассы. Эти материалы обычно являются хорошими диэлектриками, но имеют низкие морозостойкость, теплостойкость и малый срок службы.
Синтетические материалы применяются в неответственных соединениях или в качестве матрицы композиционных материалов.

Композиционные материалы – это целлюлозосодержащие материалы или композиция синтетический материал–упрочнитель. Целлюлозосодержащие материалы (бумага, плотный картон) применяются в качестве тонких прокладок в узлах, не подвергаемых воздействию влаги. Из бумаги, обработанной хлористым цинком, касторовым маслом и глицерином, получают фибру – прочный и долговечный диэлектрик, стойкий к маслу и воде. Из композиционных материалов чаще всего применяют композиции на основе маслобензостойкой резины. В качестве наполнителя используют распушенный асбест, графитный порошок, стальную фольгу, стальную проволоку или их сочетание. Композиционные прокладочные материалы наиболее универсальны, относительно дешевы, имеют большую долговечность.

Примеры композиционных материалов

Смазочные масла и смазки. Конструкционные масла и технологические жидкости.
Смазочные материалы разделяют на виды по:
агрегатному состоянию – на жидкие, пластичные (консистентные), твердые, газообразные;
материалу основы – на минеральные, синтетические, полусинтетические, органические (животные и растительные);
назначению – на индустриальные, гидравлические, моторные, трансмиссионные, компрессорные и т.д.
Основными видами смазочных материалов, используемых в промышленности для обслуживания станков, являются жидкие и консистентные индустриальные смазки на базе минеральных масел.

По составу индустриальные масляные вещества делятся на органические и смешанные.
Смазочные материалы для станков изготавливаются из продуктов нефтяной переработки и могут иметь синтетические присадки для улучшения эксплуатационных свойств вещества.
Масла для станочного оборудования подразделяются на категории, имеющие буквенное значение, которое зависит от состава и наличия функциональных добавок.

Технологические жидкости.
Это вспомогатель­ные вещества, которые служат для ускорения технологических операций. К ним относят смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) — сульфофрезол, эмульсолы, ОСМ-3 и др. СОЖ служат для облегчения процессов обработки металлов резанием или давлением за счет создания смазы­вающей пленки, уменьшения трения заготовки об инструмент и улучшения отвода тепла.
Сульфофрезол состоит из минерального масла с добавками фосфора, серы и хлора, которые вводят для активизации смазок.
При об­работке резанием в зависимости от метода обра­ботки, физических и механических свойств обра­батываемого материала и инструмента, а также режима резания применяют и другие смазочно-охлаждающие жидкости: водные растворы мине­ральных электролитов; минеральные, животные и растительные масла; керосин и растворы по­верхностно-активных веществ в керосине; масла с добавками твердых смазывающих веществ (графита, парафина, воска и др.); эмульсии.