Конструкционные полимерные материалы

Стабилизаторы — вещества, способствующие сохранению свойств пластмассы при переработке ее в изделие и в процессе эксплуатации этого изделия. Стабилизаторы, в частности, предохраняют пластмассу от старения под воздействием тепла и света.

Пигменты (красители) придают пластмассе определенную окраску. Чаще всего применяют синтетические красители, не растворимые в воде, или окислы металлов. Красители должны быть ярких тонов, не реагировать на изменение температуры, хорошо окрашивать материалы и не вступать с ними в химические реакции, не должны выцветать под воздействием солнечного и электрического света. Из органических красителей применяют нигрозин, желтый пигмент, хризоидин, из минеральных— охру, окись цинка, двуокись титана, ультрамарин.

Ингибиторы способствуют замедлению процесса отверждения смолы. В качестве ингибиторов применяют гидрохинон и другие вещества.

Пластические массы классифицируют по различным признакам (рис. 9.8).

Рис. 9.8. Классификация пластических масс

Все существующие типы пластмасс по отношению к нагреванию разделяют на термопластические (термопласты) и термореактивные материалы (реактопласты).

Термопласты — полимерные соединения, которые под действием тепла и давления без существенных химических изменений становятся мягкими или жидкими веществами и при охлаждении вновь отверждаются. Они способны многократно изменять свое состояние при нагревании и охлаждении. Поэтому термопластичные материалы применяют для изготовления изделий, работающих при низких температурах. В изделия их целесообразно перерабатывать литьем под давлением, экструзией (продавливанием через профилирующие отверстия), каландрированием (прокатыванием между валами). К термопластам относятся полиэтилен, полиметилметакрилат, фторопласт, термопластичные полиэфиры, полиамиды, полиуретаны.

Реактопласты — полимерные соединения, которые при нагревании легко переходят в вязкотекучее состояние, а при длительном нагревании превращаются в необратимо твердеющую массу. Изделия, в состав которых входит термореактивный полимер, нельзя подвергнуть вторичному формованию. Термореактивные смолы используют для приготовления клеев, лакокрасочных и пропиточных материалов, различных пластмасс, в качестве связующего при изготовлении слоистых пластиков и стеклопластиков. Для этих целей широко применяют фенолоформальдегидные, аминоформальдегидные, эпоксидные смолы и термореактивные полиэфиры.

В зависимости от физико-механических свойств пластические массы могут быть жесткими, полужесткими, мягкими и эластичными. Жесткие пластмассы обладают высокой твердостью и упругостью, мало удлиняются при растяжении, хорошо сохраняют форму под воздействием внешних нагрузок и противостоят нагреванию. К ним относятся все реактопласты (например, стеклопластик) и некоторые термопласты. Полужесткие пластмассы отличаются высокой твердостью, значительными упругостью и относительным удлинением при растяжении. К ним относится большинство термопластов и сополимеров на их основе (например, фторопласт). Мягкие пластмассы — мягкие и эластичные материалы с низким модулем упругости, характеризующиеся высоким относительным удлинением и низкой остаточной деформацией при растяжении. К ним относятся термопласты (например, полиэтилен низкого давления, пластифицированный поливинилхлорид). Эластик (эластичные пластмассы) — очень мягкие материалы, легко поддающиеся деформациям растяжения и сжатия даже при незначительных нагрузках. Деформации в них мгновенно исчезают после удаления внешней нагрузки. К эластикам относятся, например, резина, эластичный пенополиуретан.