Конструкционные полимерные материалы

Полистирол — полимер, получаемый в результате полимеризации стирола в присутствии катализатора. Он является одним из самых распространенных полимеров. Его производство составляет более 10 % общего мирового производства пластмасс. По своим свойствам полистирол — жесткий и хрупкий материал. К его достоинствам относятся значительная химическая стойкость, высокие диэлектрические свойства, водостойкость, маслостойкость, низкая плотность, способность легко перерабатываться в изделия. Полистирол отличается невысокой теплостойкостью (около 80 °С), недостаточной ударостойкостью, склонностью к растрескиванию и старению. Стирол представляет собой исходный материал при получении более прочных и теплостойких пластмасс — ударопрочного полистирола и сополимеров стирола (МС, МСН, СНП, САМ), пено- и поропластов.

Полиамиды — класс полимерных веществ, в основной цепи макромолекул которых содержится повторяющаяся амидная группа. Их получают в результате реакции поликонденсации в виде крошки цилиндрической или пластинчатой формы. Свойства полиамидов могут изменяться в зависимости от характера исходного сырья, режимов переработки и условий испытаний. При температуре 180—210 °С смола легко переходит в жидкотекучее состояние и хорошо заполняет форму. К основным достоинствам полиамидов относятся устойчивость к истиранию, низкий коэффициент трения, высокие механические свойства, стойкость к воздействию масел, бензина и керосина, возможность переработки различными способами. Детали из полиамидов выдерживают нагрузки, близкие к предельным нагрузкам цветных металлов и сплавов. Однако полиамиды обладают низкой теплопроводностью, слабой стойкостью к воздействию кислот, значительным водопоглощением, старением на свету и под воздействием кислорода при нагревании. Из полиамидов в судостроении широко применяются капрон, капролон, полиамид марки П-68 на основе полиамидной смолы № 68 и др.

Фенопласты — обширная и старейшая группа пластических масс разнообразных свойств и назначений, получаемых на основе фенолоальдегидных полимеров. Они являются типичными представителями поликонденсационных пластмасс. Сырьем для их производства служат фенолы (фенол, крезол, ксиленол) и альдегиды (формальдегид, фурфурол, ацетальдегид, акролеин). Наиболее широкое применение получили полиметилфеноловые полимеры — фенолоформальдегидные смолы. В зависимости от соотношения исходных веществ, их состава, характера катализаторов и условий проведения процесса поликонденсации фенолоформальдегидные смолы подразделяются на два класса: термопластичные (новолачные) и термореактивные (резольные).

Как новолачные, так и резольные смолы служат связующим для большого количества разнообразных технических изделий, среди которых наиболее распространены литьевые композиции, пресс-порошки, армированные пластики (слоистые, волокнистые), клеевые и герметизирующие составы, фрикционные и антифрикционные композиции. Фенопласты отличаются   высокой прочностью   при  статических   нагрузках, тепло- и химической стойкостью, небольшой стоимостью в сравнении с другими пластмассами. Однако их ударостойкость и электроизоляционные свойства недостаточны. Почти все фенопласты перерабатывают с применением повышенных температур. Пресс-порошки представляют собой смесь сухой фенолоформальдегидной смолы с порошковым наполнителем. Раствором резольной смолы пропитывают наполнители (волокнистые и порошкообразные материалы, бумагу, ткани, древесные стружки, опилки) и после удаления растворителя (спирта) получают полуфабрикаты пресс-композиций. Из полуфабрикатов прессованием (при температуре 130—180 °С и давлении 40—30 МПа) получают различные прочные изделия: корпуса малых судов, мелкие корпусные конструкции, детали приборов и механизмов, трубы. К фенопластам относятся волокниты и слоистые пластики. Волокниты — прессуемые армированные пластмассы, наполненные различными органическими волокнами (хлопковой целлюлозой, хлопковым волокном — кордом). К слоистым пластикам относятся гетинакс, текстолит, асбогетинакс (асболит) и асботекстолит. Гетинакс — пластмасса, армированная бумагой различных сортов и получаемая прессованием, а текстолит — пластмасса, армированная хлопчатобумажными (шифон, миткаль, бязь, нанка), льняными или синтетическими тканями. Асбогетинакс (асболит) и асботекстолит— слоистые прессованные пластмассы, армированные соответственно асбестовой бумагой или асбестовой тканью. Их выпускают в виде листов или плит различной толщины.