Текст
                    .
~
111;
,, 1111 ,:
t=
~~
~
.
,А
t~
·"'
\=
~
,'11
•~~
.~
1~
t~
1'f
'~~
1
'
--
,.....
В. А. Архаигелъсиий " ..
и.
Б. О. Вайсгаит
. .,...
П.JIАСТИЧЕСКИЕ
МАССЫ
Л.ЕНИЗДА:I'
195О


= ------------
В. А. АРХАНГЕЛЬСКИЙ и Б. С. ВАЙСГАНТ ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ Ленинградское tазетн.о-журналGное и книжное издательство 195О
Ноа редакцtiеи доц.в.и:с.ir.QН,имс"оt,о Брошюра содержит описание свойств п.~астических масс, основных методов их переработки и примеров использования в различных отраслнх промышленности. Она предна.шачена для инженеров, техников и ста­ хановцев, занимающихся переработкой и использова- нием пластических масс . _ Отзывы и пожелания издательство просит присы­ лать по адресу: Ленинград, Торговый пер., 3, Лениздзт.
ПРЕДИСЛОВИЕ Использование передовой техники во всех отраслях наро.цноrо хозяйства тесно связано с широким развитием производства и применения синтетических материалов. Пластические массы, занимающие бодьшое место в этой группе материалов, способствуют разрешению целого ряда технических проблем, главным образом в области машино­ строения, электротехники, приборостроения и т. п . Без применения пластических масс такие отрасли, как теле­ фония, ра.циотехника и другие, не могли бы достичь своего современного уровня. Сотни и тысячи различных крупных и мелких дета­ лей уже успешно изготовляются . из различных видов пластиков. Пластические массы используются во многих отраслях промышленности как конструктивный материал для изготовления корпусов из.целий. Чрезвычайно боль­ шие перспективы применения пластиков открылись после разработки легковесных прочных материалов, обладаю­ щих высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами. Еще более широкое внедрение в промышленность различных пластиков является неотложной и первооче ­ редной задачей, тем более что пластическими массами можно заменять дорогостоящие цветные металлы, их сплавы, тропические смолы, натуральный каучук и дру­ гие ценные материалы. Конференция инженеров, техников и стахановцев, ра­ ботающих в области переработки и применения пласти­ ческих масс, праве.ценная в Ленингра.це в 1948 ГOJLY, вы­ явила большой ,интерес широких кругов специалистов к использованию пластиков в народном хозяйстве. Вместе с тем на конференции отмечалось отсутствие популярной литературы 1 а также справочных материалов ~
nь физико-механическим свойствам различных пластиков; областям их применения, проектированию прессформ и выбору оборудования, необходимого для переработки пластиков. Настоящая брошюра должна, в известной степени, восполнить указанный пробел. Она состоит из трех раз­ делов: в первом дано краткое описание евойств пласти­ ков, во втором рассмотрены основные методы их пере­ работки и в третьем приведены примеры использования nластических масс в различных отраслях промышленности. В брошюре не освещены полностью все вопросы пе­ реработки и использования пластических масс. Изложен­ ные в ней сведения могут, однако, оказать существенную помощь инженерам, техникам и стахановцам, не имею­ щим специального химического образования, занимаю­ щимся переработкой пластических масс и внедрением их в поомышленность. Авторы
ВВЕДЕНИЕ Пластические массы обла.п.ают рядом положительных особенностей, пре_цопределяющих целесообразность их применения в различных областях народного хозяйства. Эти особенности сле.цующие. 1)Низкийудельный вес.Длябольшинствапла­ стиков удельный вес колеблется в пределах 1,25-1,45 и лишь для немногих дохо_цит до · 1,8. Наряду с этим, имеются пластики, удельный вес которых составляет 0,025, т. е. более легкие, чем пробка. . В среднем пластические массы в два раза легче дю­ раля и в пять раз легче большинства черных и цветных металлов. Это обстОятельство имеет существенное значе­ ние, особенно в авиастроении, судостроении, автострое­ нии и в других отраслях промышленности. Кроме того, очевидно, что для производства оп~еделенноrо количе­ ства деталей из пластических масс требуется в несколько раз меньше сырья, чем для такого же количества метал­ лических деталей. 2) Высокая стойкость при действии кор­ родирующих аrентов. На пластики не действуют атмосферные осадки, слабые (а во многих случаях и силь­ ные) кислоты и щелочи. В то же время почти все ме­ таллы разрушаются перечисленными веществами и по­ этому для предохранения требуют применения специаль­ ных покрытий. Как следствие - пластики особен110 охотно используют в тех случаях, когда необходима повышен­ ная химическая стойкость. 3)Пр~красныедиэлектрические свойства. Все пластики обладают высокими электроизоляционными свойствами, которые делают их весьма ценным и, пожа­ луй, незаменимым материалом для изоляции проводов, ~лектрических машин и аппаратов. Особенно незаменимы g
пластичес1ше массы в радиотехнике в качестве высоко~ частотных диэлектриков. 4) Прозрачность, а также способность окрашивать с я. Имеются пластики, обладающие вы­ сокой прозрачностью . Их ценным свойством является способность пропускать ультрафиолетовые лучи . Пластики почти всех типов могут быть получены в •виде масс , окрашенных в любые цвета . Детали из них не нуждаются в поверхностной окраске и лакировке. 5)Хорошиедекоративныекачества.Изпла­ стиков и з готовляются облицовочные и от.п:елочные r,.ште­ риалы разнообразных расцветок и оттенков; как слеп:­ ствие - пластики начина ю т широко внедряться в стрgд ­ тельство . 6) Высокиемеханические свойства.·некото­ рые пластические массы обладают прочностью _чугуна или бронзы . Получены специальные типы пластиков, приближающиеся по прочности к углеро_п:истой стали. Сле_цует также отметить антифрикционные свойства, обес­ печивающие применение пластиков для таких отЕетст­ венных целей, как изготовление вкладышей подшипниr<ов прокатных станов, судовых подшипников и др . Специ ­ альные сорта пластиков, нноборот, могут быть использо ­ ваны в качестве фрикционных тормозных материалов . Водостойкие клеи на основе пластически х масс пред­ ставляют незаменимый материал для изготовления от­ ветственных строительных конструкций. 7) - Эффективность метод о в переработки . Большинство пластиков пе~;;ерабатывается пrессованием или литьем под давлением. При помощи одной пrесс­ формы мо ж но изготовить с минимальной затратой рабо­ чей сил ы и оборудования тысячи о_п:нотипных деталей . Технология изготовления детал ей из пластиков IЩ­ го_цно о т личается от обрасотки 1щ станках: ря д сложных операций заменяется одной, к тому же без о т ходов ма­ териала в с тружку, имеющих место при об р аботке ре­ .занием. Новейшие методы физико-химического воздействия позволяют строить молекулы пластиков в желаемые группировки, обладающие заранее _заданными свойствами. Так, например, в настоящее вrемя искусственно "сши­ вают" отдельные молекулы между сосой при помощи промежуточщ,1х групп атомщ~. В результате этого зна:- G
чительно повышаются теплостойкость и некоторые ·химические свойства конечного материала. Применяя методы ориентации молекул в определен­ ·ных · направлениях, удается повысить механические свой­ ства пластиков. Для этой цели, например, пластики не­ которых типов вытягивают в опре_целенных направле­ ниях. Их _молекулы ориентируются в тех же направле­ ниях, в резу ль тате чего механические свойства материала повышаются. Изготовляя пластики в ви_це тонких •нитей или пле­ нок, также удается достичь высокой прочности, так как при этом исключается Ifозможность образования щелей и трещин. Полож·ительными особенностями пластиков объяс­ няется тот факт, что произвоцство их из rо.ца в rо_ц растет, превосхо_ця своим ростом произво_цство всех остальных материалов. В 1929 rо.цу, например, мировая продукция пластиков составляла 80 ООО тонн, через 8 лет она уже выросла до 250 ООО тонн и достигает сейчас миллиона тонн в rоц. В Советском Союзе производство пластичес1шх масс развивается высокими темпами, значительно превышаю­ щими заграничные. В настоящее время в СССР изгото­ вляются все тиnы пластиков, которые производятся за границей. Советские научно-иссле.цовательские институты, возглавляемые профессорами С. Н. Ушаковым, А. А. Вана шей_цтом, Г. С. Петровым, Б. Н. Рутовским, К. А. Андри­ ановым, И. П. Лосевым и другими, разработали для оте­ чественной промышленности ря_ц новых пластических масс, обла_цающих высокими свойствами. Это было отме­ чено присуждением многим из наших ученых Сталинских премий. Член-корреспондент Академии наук профессор С. Н. Уша­ ков указывает, что, несмотря на достигнутые уже ги­ гантские успехи, промышленность стоит сейчас на по­ роге новых качественных с_цвиrов, в результате которых откроются практически неограниченные области приме­ нения пластических масс. Действительно, из пластических масс может быть, например, изготовлен целиком кузов автомобиля. Вес ~автомобиля при этом снижается почти на полтонны. Сле­ дует отметить, что и сейчас автомобиль имеет свыше ста деталей из пластически,1(; масс. Ещ~ более разитель- 7
ные результаты дает применение пластиков в самол~то­ строении. Цельнопластические самолеты собираются без единой заклепки, с помощью специальных клеев из ис­ кусственных смол, тогда как в металлическом самолето­ строении проблема "миллиона заклепок" является наибо- лее трудно разрешимой. • Даже замена не.цефицитных материалов пластиками в ряде случаев также весьма эффективна. Так, примене­ ние пластических масс позволило снизить вес морской шлюпки с 677 кг до 255 кг. К тому же улучшилось ка­ чество и значительно ускорился процесс изготовления шлюпки. Нет почти ни одной машины, в которой не было бы деталей из пластических масс. Пластики широко и прочно вошли в быт. Пятилетний план восстановления и разви­ тия народного хозяйства СССР предусматривает поэтому значительное расширение производств~ пластиков на базе синтетического сырья.
ГлаtJа / СОСТАВ И СВОЙСТВА ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС 1. СТРУКТУРА ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС Пластическими массами 1 в технике называют мате­ риалы сложной химической структуры, пластичные на определенных этапах их производства . В таком состоя­ нии эти материалы могут быть отформованы, сохраняя в дальнейшем приданную им форму без изменения. Пластические массы никогда не состоят из одного ве­ щества, как например_ металлы. В состав пластика обяза­ тельно вхо _ цит органическое вещество, связывающее все остальные части и придающее пластику определенные свойства. Таким веществом являются искусственные и не­ которые приро_цные смолы, производные целлюлозы и др. Эти вещества образованы из очень крупных молекул, атомы которых распре_целены определенным образом. Мо­ лекулы отличаются большой стойкостью и прочностью, всле_цствие чего такими же свойствами обладают и пJ1·асти­ ческие массы, изготовленные на основе таких материалов, называемых высокомолекулярными. Кроме того, в состав пластика входят полностью или частично сле.цующие материалы: 1) наполнители, 3дешевляющие пластическую массу и повышающие ее механические свойства; 2) пластификаторы, придающие пластику плас'l'ичность · и гибкость; 3) смазывающие вещества , облегчающие прессование пластиков; 1 /',. т.акже μластиками , пластмассами ,
4) стабилизаторы, способствующие сохранению пласти­ ком всех первоначальных свойств; 5) красители, сообщающие пластику определенную окраску; 6) специальные вещества (например, светящиеся со­ ставы) и др. Как уже указьшалось, обязательным является присут­ ствие в пластике связующего органи­ ческого вещества; другие перечислен­ ные материалы мо­ гут входить лишь частично, в зависи­ мости от природы и назначения пла­ стика. Органическое свя­ зующее получается в основном из не­ скольких веществ, обладающих более простой структурой. Первоначально ор­ ганическое вещество состоит из сравни­ тельно несложных Рис. 1. Строение молекул лимера: молекул, но затем отдельные молекулы соединяются вместе, образуя так назы­ ваемую макромо- лек ул у, содержа­ щую большое число моцомера и по- атомов. Сое.п.инение а - структура мономера, б - структура по.1имера, в - структура 1.онденсационно1·0 полимера. нескольких молекул в одну большую на­ зывается пол им е- ризацией, полу­ ченное вещество - п о л и м е р ом, а исходное вещество - мономер ом. Процесс полимеризации может прохо_цить двояко: от­ дельные молекулы мqномера (рис. la) свя;шваются между LO
собой, образуя дл.инные моленулярные линии или нити (рис. 16). Состав полученного линейного полимера соот­ ветствует составу мономера . .По другому пути полимеризация идет, ногда моленулы мономера связываются между собой сложными узлами, расположенными в виде сетни, имеющей все три измере­ ния (длину, высоту и ширину). В результате этого обра­ зовывается тан называемая трех мер н а я молекул а (рис. lв) и выделяются побочные продукты реакции, например вода. В этом случае состав полученного поли­ мера уже не соответствует составу первоначального мономера. Этот - тип полимеризации называется к он де нс а ц и­ онной:. Полученные в результате конденсационной поли­ меризации пластики большею частью обладают одним замечательным- свойством: при нагревании или при значи­ тельной выдержке во времени процесс конденсации идет r лубже, с образованием еще более сложных молекул. Пластик приобретает новые свойства. Если первоначально он плавился и растворялся в спирте и в дру1·их раство­ рителях, то после нагревания образовавшиеся крупные молекулы (макромолекулы) y)I<e не реагируют на различ­ ные физические воздействия : пластик перестает плавиться и растворпься . . _ Конденсационные пластики поэтому- называются тер­ мореактивными, или реактопластами. Пластики, получаемые в результате процесса линейной полимеризации, обладают постоянно плавкими свойствами и поэтому называются терм оп ластичным и, или те р­ мопластами. В процессе линейной полимеризации могут участво­ вать различные молекулы, принадлежащие веществам, отличающимся друг от друга. Например, можно полиме­ ризовать вместе такие вещества, как хлористый винил и винилацетат . В результате их совместной полимериза­ ции образуются материалы, обладающие смешанными свойствами . Подобные материалы называются с оп о л II м е р ·а м и, или к оп о л им е р а м и. Некоторые сополимеры имеют большое значение в технике. В зависимости от исходных органических материалов, вхо а-,ящих в их состав, пластики делятся на группы и типы, а также получают -следующие наименования:
1) фенолальдегидные, или фенопласты, 2) карбамидные, или аминопласты, 3) алкидные, или r лифт али, • 4) полиамидные, 5) поливиниловые , 6) акриловые, 7) полистироловые, 8) аллиловые, 9) на основе полимеризованных углеводородов, 10) на основе эфиров целлюлозы, 11) белковые и 12) битумные (асфалыопековые). 2. ФЕНОПЛАСТЫ Фенолальдеrидные пластики илифенопласты получаются путем смешивания фенолальдеrидных искусственных смол с различными наполнителями, красителями и . другими веществам и, придающими определенные свойства компо­ зиции. Фенопласты принадлежат к наиболее известным в про­ мышленности пластическим массам. Они часто называются бакелитом, карболитом и т. п. Промышленный способ получения фенопластов был разработан в России в 1912 году профессором Г. С. Петровым. Фенопласты образуются при взаимодействии фенола и формальдегида в присутствии веществ, ускоряющих реакцию (катализаторов). Фенол (карболовая кислота) представляет собой белые полупрозрачные кристаллы, обладающие характерным запахом . Он получается из ка- менного yrля. . . Вместо фенола можно использовать родственные ему соединения : крезол, резорцин и др. Формальдегид представляет собою газ с резким, раз­ дражающим запахом. Он применяется всегда в виде вод­ ного раствора , называемого формалином. Формальдегид заменяется и ногда фурфуролом, масляным альдегидом и др. Фенолальдегидные смолы получают в аппаратах, назы­ ваемых "реакторы", один из которых изображен на рис. 2. В реактор 12 в определенных соотношениях загружают: расплавленный фенол из мерника 1, формалин из мерника 2 и катализатор (аммиак, соляную кислотr и др .) из мер~ !~
ника В. Загруженные вещества наrреваются в реакторе при помощи пара, пропускаемого через рубашку 11. Для ускорения процесса загрузку перемешивают . мешалкой 9. 2 Рис. 2, Схема реактора для изготовления. искусственных смол: J - мерник для фенола; 2- мерник для формалина; 3- мерник для катализатора; 4- трубопровод; · 5 - холодильник-конденсатор; б ~ трубо­ провод; 7-сборник; В-трубопровод; 9-мешалка; ]О-сборник для готовой· продукции; 11-паровая рубашка; 12-корпус реакrора; 13 - питательный трубопровод. 13
Выделяющиеся при нагревании пары охлаждаются в хол&­ дильнике-конденсаторе 5. В результате реакции получается вязкая смола, вода из котороi!!" удаляется при нагревании вакуумнасосом через холодильник б, трубопровод б и сборник 7. Гото­ вая смола выпускается из- реактора в сборник 10. Фенолальдегидные смолы при нагревании плавятся, а также растворяются в спирте, ацетоне и в других растворителях: При более продолжительном нагревании, однако, вследствие процесса конденсационной полимери­ зации, смолы приобретают более устойчивые свойства и перестают растворяться и плавиться. Этот процесс в технике называется бакелизацией. Первоначальный про­ дукт именуется ба к ел и т А, или резол, а конечный продукт- бакелит С, или резит. Можно получать и постоянно плавкие смолы- новолак или идитол. При нагревании послесr.них с некоторыми веществами, в частности с уротропином, получается резит. Свойством фенопластов переходить при нагревании в состояние резита широко пользуются в технике для изготовления различных деталей. Полуфабрикаты из пластической массы изготовляются на основе растворимых смол; композиции закладываются в прессформы, нагреваются в них, плавятся и под давле­ нием заполняют рабочую часть формы. Затем, под влия­ нием нагрева, пластик перехо.сr.ит в неплавкое и нерас­ творимое состояние. В результате этого процесса получается монолитное изделие, обладающее высокими физико-меха­ -ническими свойствами. На основе фенопластов изготовляются пластики разе личных типов. Фенолальдегидные литые см.олы получают путем конденсации фенола с формалином при участии различных катализаторов. Эти смолы применяются обычно в чистом виде, т. е. без добавления наполнителей и других веществ. Фенолальдегидную смолу отливают в формы и отверждают в них нагреванием. В состав литых смол могут быть введены красители для получения продукта р:щдйчных расцветок. Чис·тые литые СМОЛЬ! прозрачны, янтарно-желтого цвета. Вследствие этого они служат заменителями натуралqного янтаря. Могут быть получены смолы белого цвета (неолейкорит) или других расцветок. Отечественная промышленность выпускает следующие 14
видьt литых смол: литой карболит, литой рез~т и неолей:. корит. Физико-механические свойства их следующие: предел прочности при сжатии, в кг/см 2 : 1000-1100; предел прочности при разрыве, в кг/см 2 : 200-250; _ предел прочности при статическом изгибе, в кг/см2 : 300--500; ~ объемное электрическое сопротивление, в ом· см: 1012_101з . Литые смолы используются, главным образом, в галан­ терее (пуговицы, мундштуки, бусы, раз л ичные украшения и пр.) и в качестве электроИ:золяторов. _ _ _ . Прессовочные порошки получаютсяпутем сме­ шивания фенолальдегидных смол с наполнителями, кра­ сителями, смазочными веществами и т . д. Наполнителем большей частью является древесная мука, которая _ уде-:­ шевляет компози,цию и, кроме того, улучшает ее физико:­ механические свойства. Отечественная промышленность изготовляет прессовочные · порошки марок м он о ли т и к арболит (К-21-22, К-18-2 и др .)~ Физико-механические свойства отпрессованных из по;. рошков изделий следующие: преа:ел прочности при сжатии в кг/см2 : 1300-1400; предел прочности при разрыве в кг / см 2 : 250-300; • предел прочности при статическом изгибе в кг/см2 : 400-600; i-:r • см удельная ударная вязкость, в см~ : 4; теплостойкость 1, в 0С: 100-110. Путем прессования в прессформах порошки перераба~ тываются в изделия . Этот метод переработки наиболее рационален и дешев, вследствие чего широко и с пользуется в нашей промышленности . .в о л о кн-истые ирессовочные материалыоб~ ладают более высокими механическими свойствами, чем прессовочные порошки , почему и применяются в тех случаях, когда требуются более прочные детали ; Напал~ нитель в данном случае уже не древесная мука , а отходы 1 Характеристикой теплостойкости пластика с лужит т емпература , при которой консольно заделанный образец, под ВJIИянием определен­ ного 1·руза, деформируется на заранее установленную величину. Для Бто~ цели цаблюдают за деформацией обра:ща, помещещюго в термо ­ ~.тат, постепенно повышая температуру . последцего . . • 15
хлопка (линт, делинт). Для теплостойких композиций применяют асбест. Отечественная промышленность изготовляет волок­ нистые прессовочные массы следующих марок: в о л о к­ н и т, масс а К-6 (с асбестом), масс а К-ФЗ (с асбестом) и др. Физико-механические свойства их приведены в табл. 1. Таблица 1 Физико-мехаиичесние свойства воло1шистых прессовочных масс 1 Наименование масс Свойства К-6 волокнит Предел прочности при сжатии, в кr/см2 • 1000-1400 1000---1400 Предел прочности при разрыве, в кг/см~ . 300- 400 300 Предел прочности при статическом из- гибе,вкг/см2•••• 500 600-800 Теплостойкость, в •с 110 200 Слоистые массы изготовляют прессованием про~ питанных фенолальдегидной смолой бумаги, хлопчато­ бумажных тканей или листов древесины. Прессовочные материалы, известные под названием бум о лит, или rетинакс, имеют в качестве основы бумагу, а текс­ т о лит - ткань. Древесные слоистые пластики, назы­ ваемые лиг но фол ь, фанер и т, или сокращенно ДСП, создаются на основе древесины (шпона) . ' Последний тип пластиков приобрел широкое применение вследствие своей дешевизны и высоких механических свойств. Нашей промышленностью освоено производство баке­ литовой бакелизированной фанеры, обладающей высокой водостойкочью. Эти типы фанеры получают путем склеивания шпона феноп.1астами. Толшина листов баке­ лизированной фанеры доходит до 20 мм. В самое по- 1 Здесь и в последующем идет речь о свойствах деталей, изrотоа• пенных из соответствующих типов пластиче·ских масс , 16
следнеЕ:, время появилс~ новый слоистый пластик, обла~ дающии высокими своиствами. Его изготовляют путем проклейки ткани из стеклянных волокон. Благодаря при- • менению стеклянной ткани получают прочную компози­ цию, обладающую минимальным водопоглощением, вы­ со1,ой теплостойкостью и хорошими физико-механи­ ческими свойствами . Этот материа-л называется стекло- текстолит. . Для получения теплостойких композиций слоистые пластики могут быть изготовлены на основе пропитанной асбестовой ткани . Физико-механические свойства слоистых пластиков приведены в табл. 2. Таблица 2 Физин о-меха нические свойства слоистых плас тик ов ' 1 Наименование пластиков u :,: О) Свой с тва 'i гетинакс Iтекстолит \дсп-л/дсп-с о ... е: :s: :,: е: О)о ...... u Предел прочно с ти при сжатии, в кr/см2 • • • 2000 2500 1700 1400 2500 Предел прочности при 800- 1000 2800 1250 разрыве, в кг/см2 • • 1000 3000 - , Предел прочности пр и статическом изгибе , в кг/см2 . .... . 1000- 1300 1400-1600 2700 1300 3000 Удельная ударная в яз- КГ•СМ 16- 20 20- 40 8,0 40 80- 100 кость, в ~.. . Теплостойкость, в 0 С 150 125 140 - 200 - 3. АМИНОПЛАСТЫ, АЛIШДНЫЕ, ПОЛИАМИДНЫЕ И I<РЕМНИЙ­ ОРГАНИЧЕСI< ИЕ СМОЛЫ К ар б амидные пластики, или· аминопласты, полу­ чаются на основе искусственной смолы, являющейся про­ дуктом конд е нсации карбамида (мочевины) с формаль- 2 Цnаотичес;кие ъiасQ:ы 17
деrидом (формалином). В качестве наполнителя применяют целлюлозу (бумагу). Технологический процесс изготовле­ ния аминопластов высокого качества разработан про­ фессором Ленинградского - технологического института А. А. Ваншей.цтом и его сотрудниками. Аминопласты могут быть окрашены в любые цвета. Так как в составе аминопластов нет ядовитых веществ, то изделия из них употребляются в качестве пищевой тары. • Мел амин о вые пластики обла_цают более высокими свойствами, чем аминопласты, особенно в отношении водостойкости. От карбами_цных пластиков они отли­ чаются тем, что вместо карбамида применяется родствен­ ный ему про_цукт - меламин. С _л о истые а м ин оп ласты производятся на основе прессованных материалов, бумаги или ткани, пропитанных карбамидными или меламиновыми смолами , Выбирая бу­ магу или ткань соответствующих расцветок, можно полу­ чить окрашенные в желаемые цвета прочные облицовоч­ ные листы. Физико-механические свойства аминопластов следую~ щие (табл. 3): Таблица З Физихо-механичес11ие свойства аминопластов Свойства Предел прочности при сжатии, в кг/см~ . . . Предел прочности при разрыве, в кг/см2 Предел прочности при статическом изгибе, в кr/смJ. . . . .. Удельная ударная вяз- КГ•СМ кость, _в см~- . . Теплостойкость, в 0С . 18 Наименование материалов карбамидный \ меламиновый0 1 слоистые прессовочный . прессовочныи аминопласты _порошок порошок 1500 1500 2000 300-400 400-600 800 400- 600 500 1200 5 6 20 90 120 100
Анилино-формальдегидные смол.ы и пла" ст и ч е с к и е массы получаются на основе продуктов кон_ценсации анилина с формальдегидом. По свои:м пока­ зателям они близки к фенопластам и аминопластам, от ли• чаясь высокими диэлектрическими свойствами (табл. 4). Таблица 4 Диэлеr{тричесI{Ие свойства анилиновых пластических масс Свойства Предел прочности при изгибе, в кr/см2 ••.••••••••••• Тангенс угла потерь ....... . Средняя пробивная напряженность, 11кв/мм... . .... ,.. !iаименование материала 1 прессованный чистая смола пластик ~ 50°/о древеснои муки 600-1000 0,008-0,05 12-18 600-1100 0,01-0,08 8-15 Ал к и дн ы е пластики получают при взаимодействии многоосновных кислот или их анги_цридов с многоатом­ ными сш1ртами. Из этой группы наиболее известными пластиками являются глиф т алев ы е, которые изго­ товляют из фталевого ангидри_ца и глицерина. В состав rлифталей вводят растительные масла. Алкидные пластики самостоятельно ре_цко • применяются для изготовления различных из_целий. Большей частью они используются в составе пленкообразующих веществ (лаков и красок), в составе клеев и пр. Полиамидные пластики лишь не_цавноосвоены промышленностью. Они получаются 'примерно таким же образом, как алки_цные пластики, но только вместо много­ атомных спиртов используют д и а м ин ы 1 (например, гексаметилен_циамин). Полиами_цы очень вязки, малотекучи, даже при темпе­ ратуре их образования. Они не растворимы в большинстве органических растворителей и обладают • очень _ высокой температурой плавления. Хотя полиамиды относятся 1 Химические соединения, содержа_щне ааот.
k тёрмоплаетичным материалам, нб высокая теплостой .;; кость приближает их. к термоактивным пластикам. Из полиамидных пластиков изготовляют толстое искус­ ственное волокно, заменяющее естественную щетину, и тонкое волокно (капрон), заменяющее натуральный шелк. Первоначально полиамиднhя пряжа не отличается прочностью, вследствие хаотического размещения молекул. Поэтому последние искусственно ориентируют в опре ~ деленном направлении растягиванием волокон пряжи. В отлич-ие от других сортов искусственного шелка и, в частности, вискозного, полиамидное волокно почти не теряет прочность во влажном состоянии. Физико-механические свойства полиамидных пластиков следующие: предел прочности при с жатии, в кг/см 2 : 1000; . предел прочности при растяжении , в кг,'см 2 : 800- 900; КГ•СМ 5 удельная ударная вязкость, в см2 : 1 . , Кремний органические пластики содержат, кроме углерода, водорода и других элементов, обычно входящих в состав органических соединений, еще и I<ремний. Исследование пластиков на основе кремнийорганиче­ ских соединений началось с 1935 года. Главнейшие работы в этой_ области были проведены советским ученым , про­ фессором К. А. Андриановым. Смолообразные продукты на основе рассматриваемых соединений построены из молекул, в которые входят атомы кремния и углерода. Высокополимерные соединеющ могут быть получены в виде жидких маслообразных про­ дуктов или в виде каучукоподобных веществ и твердых смол . Пластические массы на основе кремнийорганически х смол обладают высокой теплостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами. Поэтому они нашли ши­ рокое применение в приготовлении теплостойкой изоля­ ции, а также для некоторых с п ециальных целей. Кремнийорганические продукты в виде вязких жидко­ стей или вазелиноподобных масс можно применять в ка­ честве смазочных веществв пределах температур 60-150°. Каучукоподобные продукты, обладая достаточно вы­ сокой эластичностью, · отличаются от обычной · резины исключительно высокой теплостойкостью, т. е. допускают на_г рев до 200° без разрушения. Это дает возможность 20
использовать -эти продукты в качестве теплостойких уплотнений для ртутных выпрямителей, прокладок мото­ ров, изоляции проводов и т. п. Кремнийорганические лаки (в виде пленок) также тепло­ стойки, могут работать при нагревах до 200'\ а при очень высоких нагревах (500- 600°) не дают науглероженных пле­ нок . Последнее свойство позволяет с успехом использовать их для производства жаростойкого миканит а, стекло­ м и к ан и та, а также для пропитки обмоток электрических машин. Рассмотренщ,rе материалы весьма ценны тем, что мало меняют свои свойства при низких температурах. Это изме ­ не~ше меньше допустимого для - органических масел и каучукообразных материалов. Физико-механические свойства крем ~ ийорганических пластиков приведены в табл . 5. Таблица 5 Физ ико-механические свойства I{ремнийорганических пластиков Наименование м а териала Свойства Удельный вес, в г/см3 • • Пред ел прочности при разрыве, в кг/см ~ Удлинение при разрыве, ВО/о,• Предел прочности при сжатии, в кг/см~.~.· . Предел прочности при изгибе , в кr/см2 Те плостойкость при про­ должительном нагре­ вании, в 0С Температура прессова­ - ния, в0С • Давление при прессова ­ »ии, в кг(сы 2 Каучукообраз- с.~оистые пластики минеральным на основе асбестовой ный пластик с I на основе наполнителем стеклоткани ткани 1,4-2,0 14-45 100-225 149 10-15 1,G-1,8 700-1100 2450 700- 1200 250 180_ .:, 200 70- 150 1,75 2800- 3500 840-1100 -250 180- 200 70- 150 21
4. ВИНИЛОВЫЕ ПЛАСТИКИ Виниловые смолы и пластические массы на их основе эа последние годы приобрели большое значение в про­ мышленности. Отличительной чертой этих материалов является их термопластичность. Молекулы виниловых пластиков полу­ чаются путем соединения в длинную цепеобразную макро­ молекулу более мелких молекул мономеров. Обычно мономеры представляют собою жидкости, а иногда и газы. В результате полимеризации получаются твердые или ЖИДI{ие вязкие продукты. Полимеризация ускоряется в присутствии перекисных соединений (перекиси водо­ рода, перекиси бензоила и др.). Характерной · чертой виниловых пластиков является их высокая стойкость к действию химических веществ и к процессам окисления и старения. JЗиниловые пластики характеризуются также отсутствием вкуса и запаха. Для увеличения эластичных свойств виниловых пла­ стиков в их состав обычI-10 вводят специальные вещества, называемые пласт и фи к ат о рам и. В качестве послед­ них применяют трикрезилфосфат, дибутилфталат iI дру­ гие эфиры фталевой кислоты. Наполнители в составе виниловых пластиков , используются весьма редко, в от ли­ чие от термореактивных масс, в составе которых присут­ ствие наполнителей почти обязательно. Ка.к уже указывалось ранее, полимеры виниловых пла­ стиков могут образовываться не только при соединении однородных молекул, но и разных по химическому составу. Так, например, получают продукты совместной полимери­ зации хлористого винила и винилацетата и др. •Полихлорвинил в настоящее время приобрел большое · распространение. Он широко применяется в про­ мышленности и в быту пo.JJ. названием пласт и к ат. Полихлорвинил был впервые получен в 1912 rо.цу в России. Однако промышленное изготовление его нача­ . лось лишь после 1930 года. Полихлорвинил представляет собой типичный термо­ пласт и получается полимеризацией хлористого винила - газа, сжижающегося при-12,5°. • В результате полимеризации хлористого винила обра­ зуется белая порошкообразная смола, из которой затем изготовляют• различные пластические массы. Путем горя" 22
чего вальцевания чистой смолы можно получить твердый рогообразный про,цукт, называемый в ин иду р, де ц е­ литит.д. В состав полихлорвинила вво:цят стабилизаторы, пред­ охраняющие процукт от разложения при высоких тем­ пературах. Для этой цели большей частью используются свинцовые сое_цинения (углекислый свинец, глет и др.). В· качестве смазочных веществ в состав пластика вводят стеарат , кальция, одновременно являющийся стабилизато­ ром. Почти всегда к полихлорвиниловой смоле добавляют · пластификаторы в количестве от 30 до 700/о веса смолы. В результате горячего перемешщзания • полихлорвини­ ловой смолы с пластификатором, стабилизатора~ и сма­ зочным веществом создается вязкая каучукоподобная, эластичная масса, обладающая термопластичными свой­ ствами-. Эту массу можно формовать, перерабатывать в ленты, трубы, штанги, пленки, листы и др. Добавлением различных красителей обеспечивается окраска из_целий. Степень твердости пластиката зависит от количества вводимого пластификатора (табл. 6). Та_блица 6 Зависимость физичесних свойств пластлната от ноличества вво• димоrо пластификатора Весовое Предел Относи- содержание Относи- Сопротивле- Пр~дельная пластифика- прочно- тельное тора (три- тельная удлине- ние раздира- температура крезилфос- сти при нию, в твер- ние при :rибкости, фата), в 010 к разрыве, разрыве, кг/см 100 частям дость в·с СМОЛЫ в кг/см2 В О/о о - 700 - - 100 10 100 600 10 - 60 30 80 300 40 150 20 40 70 200 60 90 7 50 60 170 80 40 -5 60 40 120 100 25 -15 На полихлорвиниловый пластикат не действуют озон и кислород. Вследствие высокого содержания в материале 23
хлора пластикат не поддержи:вает горения. Недостатками являются низкая теплостойкость и хрупкость пластиката при отрицательных температурах. Для получения хладо­ стойкого материала используют специальные типьi пла­ стификаторов, замерзающих при очень низких темпера­ турах. Куски полихлорвинилового пластиката с большим тру­ дом склеиваются, но их можно прочно соединять между собой с1:щркой. ., Полихлорвинил успешно применяется в электротех~ нике ддя изоляции- проводов . Из него могут быть изго­ :говлены гибкие прозрачные трубки для заводской и ла­ бораторной аппаратуры, детали текстильных машин ит.д. Как это широко известно, из пластиката изготовляются непромокаемые плащи. Для придания прочности пласти ­ кату его наносят на ткань. Таким путем в отечественной _промышленности вырабатывают материал, носящий назва­ ние т. е к ст овин и т. Последний служит заменителем кожи при обивке диванов автобусов, троллейбусов и авто ­ мобилей, а также для_ галантерейных поделок. На поверх­ ность материала тиснением наносят рисунок под шаг­ рень и др. В химической промышленности полихлорвинил служит для внутренней футеровки аппаратуры, изготовления змеевиковых холодильников, а также в качестве материала для баков и сепараторных пластин аккумуляторных батарей . Отечественная промышленность производит 'пластикат, обладающий пределом прочности на разрыв 100 кг/см 2, при относительном удлинении 60-700/о. Изготовляется также пластик под названием в и ни­ пл а ст, обладающий пределом прочности на разрыв 400-600 кг/см 2 , при относительном удлинении 10-250/о. ' Пол и вин ил ацетат получается полимеризацией жидкого винилацетата и представляет собою прозрачный пластик, используемь~й для изготовления из_целий, а также в составе клеев и лаков. Са!\1остоятельно поливинилаце­ тат имеет сравнительно небольшое применение, но широко используется в качестве сополимера с хлористым винилом и как исходное сырье для получения других пластиков. Сополимер хлористого винила и винилацетата полу­ чается путем совместной полимеризации 10-350/о винил­ ацетата и 90-65°/о хлористого винила. Могут быть 24
получены сополимеры и других соотношений. Сополимер обладает qолее высокими физико-механическими свой­ ствами, чем исходные продукты. Он представляет собой бе­ лый порошок, смешиваемый с пластификаторами при на­ гревании в целях получения эластичного или . твердого пластиката. В зависимости от содержания хлористого ви­ нила в сополимере, пластик пригоден для различных целей (табл. 7) . .таблиц а 7 / Влияние содержания хлористого винила на назначен!fе ш~астю<а Содержание! 1 хлористого Молекулярный вес винила, в о/0 65-70 86-87 86-87 85-88 88-90 4000- 6000 8500- 9500 9500-10500 12000-13000 15000-16000 Назначение пластика ' Покрытие тканей, совместно с нит­ роцеллюлозой Прочие пленки Патефонные пластинки. По1'рытие полов Прессовочные композиции Листовой материал Сополимер с содержанием 230/о винилацетата хорошо растворяется в ацетоне. Примером его использования является производство фильтровальных тканей. Пол их лор вин ил и де н представляет собою веще­ ство, со.1:r.ержащее большее количество хлора, чем поли­ хлорвинил. Хлорвинилиден-жидкость, кипящая при 31,7°С , полимеризующаяся в белый порошок. Весьма часто по­ лучают сополимеры с полихлорвинилом . На основе этого материала может быть создан ряд пла­ стиков, одни из которых легко растворяются и размяг­ чаются при температуре ниже 100° С, другие же, твердые, почти нерастворимые и размягчающиес~ при 200°. Поли- .•хлорвинилиден и его сополимеры обладают еще большей химической стойкостью, чем полихлорвинил . На них не действует большинство кислот и щелочей любых концен ­ тр.аций. Наиболее известный материал называется с ар ан. Путем продавливания расплавленного сарана через тонкие отверстия получают нити. Последние весьма прочны, особенно после дополнительного растяжения, про­ извсщимоrо для определенно« ориентации молекул. Проч- 25
ность при растяжении обработанных таким образом воло­ кон сарана может быть дове_цена до 4000-50,00 кг/см2• Из волокон полихлорвинилидена изготовляются, напри­ мер, рыболо.вные сети и лёски для удочек. Физико-механические свойства полихлорвинилидена еле~ дующие: • удельный: вес, в г/см3: 1,6-1 ,75; предел прочности при разрыве, в кг ./см 2 : от 1000 до 4200; . относительное удлинение при разрыве, в 1⁄4: 25; предел прочности при изгибе, в кг,'см 2: 1000; поглощение воды за 24 часа: 0,0; действие слабых и крепких кислот и щелочей: ни­ какого; горючесть ~ незначительная . Пол и вин ил о вый сп и рт получается в промыш~ ленности из поливинилацетата и прецставляет собою твердый продукт , который можно привести в каучука­ образное состояние, обрабатывая его глицерином. Пластики на основе поливинилового спирта не водостойки, так как сам спирт растворяется в воде , но зато эти пластики обладают высокой стойкостью к бензину, маслам и к боль­ шинству растворителей . Фактически это почти един­ ственный гибкий материал, на который не действуют такие сильные растворители , как хлорированные углево= дороды, сероуглеро_ц, спирт и др. . Пластики из поливинилового спирта стойки к действию кислорода и озона. Трубки из поливинилового спирта обладают свойством передавать звук с минима,1ьным искажением. При этом звук не поrлощается стенками трубки. •. Поливиниловый спирт может вступать в реакцию с альдегидами, в результате чего получаются вещества, называемые ацетали. В промышленности наиболее известны: ацеталь фор­ !'vtальдегида, называемый поливинилформаль (форм аль, форм вар); ацеталь уксусного альдегида - поливинил­ ацеталь (аль вар) и ацеталь масляного аль_цегида-поли­ винилбутираль (бут вар). Современные процессы синтеза ацеталей были разработаны членом-корреспон_центом Ака­ демии наук СССР профессором С. Н. Ушаковым. Форм аль - твердый материал, обладающий точкой размягчения в пределах 160-250°. Он растворим в хло­ рированных углеводородах • и диоксане и нерастворим 26
:в водных растворах спиртов, бензине, толуоле и т. д. Формаль может быть пластuфицирован путем добавления обычных пластификаторов (трикрезилфосфат, дибутил­ фталат и др.). При вальцевании формаля с равным коли­ чеством трикрезилфосфата получается прозрачный, каучу­ коподобный:, эластичный продукт. Последний может быть растянут в три раза против своей первоначальной: длины и характеризуется медленным восетановлением ее. Формаль является прекрасным дттэлектриком и обла­ дает высокой теплостойкостью, вследствие чего должен найти широкое применение в качестве изоляционного ма­ териала. Покрытие при помощи этого пластика обла_цает свойством самовосстановления. Действительно, различные повреждения покрытия могут быть устранены за счет плавления пластика при нагреве. В этом отношении формаль значительно превосходит электроизоляционные эмали, используемые для покрытия прово_цов. Бут вар применяется, главным образом, в качестве клеящей композиции. Он, так же - как другие ацетали, легко пластифицируется и в таком состоянии может быть растянут в четыре раза против .. своей первоначальной длины. Теплостойкость бутвара невысокая; он размяг­ чается при ~30-70°. Бутвар используется при изготовлении безосколочного стекла,1 вместо нитроцеллюлозной пленки. Последняя под влиянием прямых солнечных лучей тем­ неет, вследствие чего снижается прозрачность стекла. Пленки бутвара обладают высокой светостойкостью. Его показате.1,ь преломления света- 1,488. Бутвар может также применяться в качестве замени­ теля каучука для изготовления непромокаемых тканей. Пленки бутвара сохраняют свою гибкость при низких температурах. Ацетали поливинилового спирта обладают физико-ме­ ханическими свойствами, Указанными в табл. 8. Поливиниловые э"фиры получаются на основе винилового спирта. Путем воздействия ацетилена на спирт образуются простые эфиры. Полу_чешiые соединения легко _ полимеризуются и могут быть использованы как пласти­ ческие материалы, стойкие к действию света и электри­ чества. 1 Называемого также •триплекс• и представляющ~го собой два .писта сшшкатного стекла, склеенных при помощи пленки из пластика. 27 ...
Таблица 8 Свойства ацеталей поливинилового спирта Свойства Удельный вес, в г/см3 • • • • • • • • • Предел прочности при разрыве, в кг/см 2 • • Удлинение при разрыве, в 0;0 , , • • • . , Удельное объемное сопротивление, в ом, см . Наиыенование ацеталей формаль 1,2-1,3 600-800 7- 11 1015 бутираль 1,05-1,2 35-250 150-450 1010-1011 5. АКРИЛАТЫ, . ПОЛИСТИРОЛ, ПОЛИВИНИЛКАРБАЗОЛ И АЛЛИ· ЛОВЫЕ ПЛАСТИКИ Акриловые пластики образуются путем полимеризации различных производных акриловой кислоты, главным об­ разом ее эфиров и нитрилов. Пол им е т ил мет акрил ат - широко известный про­ зрачный пластик, носящий промышленное назщ~ние о р r а- •ническое стекло или плексиrлас.Онполучается путем конденсации ацетона с цианистым нат.рием через ряд промежуточных продуктов. Мономер - метиловый эфир метакриловой кислоты - представляет собой жид­ кость, которая полимеризуется в твердый прозрачный продукт при воздействии перекисных соединений и при нагреве. . Полимеризация происходит в узких длинных формах, например между листами силикатного стекла . .•Таким путем получают листы пол им е т ил мет акр и­ .1 1 а т а различной толщины. Листы из органического стекла обладают эластично­ стью и не разбиваются при ударах. Такое свойство, а также меньший вес по сравнению с силикатным стеклом, предопре.а:елили широкое применение этого материала для остекления самолетов. Прямые листы можно при на- .гревании и незначительном давлении ' изгибать, придавая им любую форму. Их м9жно также резать, строгать, по- лировать и т. д. - • Рассматриваемый ·материал используется также для изготовления часоnых стекол. Трубки из органического стекла при!У.fеняют для точной передачц пуч~<а света (фо~ кусирования) в различных приборах. 28 -
Органическое стекло может быть изготовлено в виде прессовочного порошка. Пол ист и рол образуется полимеризацией мономера­ стирола. В результате этого процесса возникает твер­ дый прозрачный материал, обладающий высок ими ди­ электрическими свойствами. В настоящее время предпочи­ тают полимеризовать стирол не в виде больших кусков (блоков), а · в эмульсии. В послецнем случае получается мелкий порошок, который перерабатывается литьем под давлением. Полистирол растворим во многих органических ЖИk костях. Некоторым недостатком полистирола является его низкая теплостойкость. При нагревании до 70-90° детали, изготовленные из полистирола, могут деформи­ роваться. В целях придания пластику теплостойкости образуют сополимер стирола с дивинилбензолом. Доста­ точно присутствия в сополимере всего 0,20/о дивинил­ бензола, чтобы повысить теплостойкость пластика • до 120-130°. Растворимость материала также значительно понижается. Указанные явления объясняются тем, что нитеобразные молекулы полистирола связываются про­ странственно дивинилбензолом . В результате получается макромолекула, расположенная в трех измерениях, напо­ минающая молекулу реактопласта. Сильные минеральные кислоты и щелочи не действуют на полистирол. Полистирол отличается высокой водо­ стойкостью. Пластики из него легко перерабатываются литьем под давлением при температуре 160-220° и да~ влении до 700 кr/см 2 , при прессовании в формах приме­ няется давление от 100 до 300 кr/см 2 и температура от 135-170°. Физико -механические свойства~ полистирола следующие: удельный вес, в r/см 3 : 1,05-1,07; предел прочности при растяжении, в кг/см 2 : 200-600; предел прочности при сжатии, в кг/см 2 : 800-1000; предел прочности при изгибе, в кг,'см 2 : 300-1000; • удельное объемное сопротивление, в ом • см: 10 17 -1018 ; усадка при литье, в °io :-0,3-0,5. Пол и вин ил к ар б азол представляет собой мате­ риал, обладающий высокими диэлектрическими свой­ ствами, примерно соответствующими свойствам стирола, но значительно большей теплостойкости . Свойства поливинилкарбазола следующие: 29
удельный вес, в r/см8 : 1,2; предел прочности при изгибе, в кr/см 2 : 100-400; температура плавления, в 0 С : 170-240. Алл ил о вые пласт и к и пре_цставляют собой термо"' реактивные материалы, получаемые из аллилового спирта и органических двуосновных кислот. Сначала образуется мономер, который затем по_ц в л иянием катализаторов пе­ реходит в полимер. Чистый полимер- - прозрачное твер­ дое вещество, применяемое как органическое стекло. Жидким мономером пропитывают слоистые наполни­ тели (стеклоткань, бумагу или шпон) и затем прес­ суют их при нагревании. В результате получают прочные материалы, идущие в качестве замещпелей цветных ме­ таллов и в строительных конструкциях. 6. ПОЛИМЕРИЗОВАННЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ Пол и э т иле н образуется полимеризацией газа эти­ лена под давлением. Полимеры могут иметь молекулярный вес от 5000 до 50 ООО. Наиболее известен полимер, пред­ ставляющий собой полупрозрачный материал белого цвета. Полиэтилен малорастворим почти во всех раствори­ телях при обычных температурах. При 70° и выше он становится растворимым в бензоле, толуоле и нефтяных маслах и совершенно нерастворим в спирте, ацетоне , эфире и растительных маслах. Полиэтилен стоек к дей­ ствию концентрированных азотной и соляной кислот и крепких щелочей, 1:1е стоек к концентрированной серной кислоте, в обычных условиях не окисляется, но по.цвер­ гает :я действию озона, значительно размягчается и пере­ ходит в вязкую жидкость при нагревании от 100 до 115°. ' Сопротивление растяжению для полиэтилена- 160 кr1см2; сопротивление к ударным нагрузкам - высокое. Отрица­ тельным свойством является мягкость, вследствие чего он может легко подвергаться царапинам и надрезам. Диэлектрические свойства полиэтилена следующие : объемное электрическое сопротивление, в ом• см: 10 16; тангенс угла потерь : 0,002. Политетрафторэтилен представляетcoбofi,про­ дукт_, аналогичный предыдущему, с той разницей , что водород заменен фтором. Введение фтора в молекулу полиэтилена вызывает значительные изменения физиче­ ских свойств пластика. 30
Политетрафторэтилен,_. нdсящий промышленное назва­ ние тефлон, обла_цает очень высокой теплостойкостью, при хороших электроизоляционных и механических свой­ ствах. Из тефлона изготовляют изделия прессованием при температуре свыше 300°. Применяют также следующий мето_ц: сначала тонкий измельченный порошок тефлона подвергается холо.цному прессованию в прессформах при температуре 15-30°, при удельном давлении от 30 до 3000 кг/см 2 , в зависимости от габарита д формы детали. Отпрессованную деталь вынимают из прессформы и прогревают при температуре 320-400°. Нагревание можно производить в термостате, в расплавленных солях, или с использованием токов высо­ кой частоты. Затем изделие охлаждают. В результа:ге термической обработки мягкая и непрочная, отпрессо­ ванная на холоду деталь становится твердой и ·проч­ ной. В порошок полимера можно добавлять различные наполнители и в частности асбестовые и стеклянные волокна. Свойства политетрафторэтилена следующие: удельный вес, в г/см 3 : 2,1-2,3; коэффициент преломления: 1,35; пре_цел прочности при разрыве, в кг /см2 : 150-300; удлинение при разрыве, в 3⁄4: 300-400; предел про:rности при изгибе, в кr/см 2 : 150; теплостойкость при продолжительном нагревании, в 0С :220; объемное электрическое сопротивление, в ом•см: 1016• Пол и из об у т иле н образуется полимеризацией изо• бутилена, выделяемого из нефтяного газа. Он известен в технике под названиями оппанол и вистанекс и обладает свойствами каучука. Низшие полимеры изо­ бутилена- жидкости. При молекулярном весе выше 27 ООО получается эластичный каучукообразный про,цукт, о_цнако высокими механическими свойствами обладают пластиltи, молекулярный вес которых выше 150 ООО. Полиизобутилен представляет собой полупрозрачный продукт, обладающий высокой стойкостью к коррозии. Окисляющие . реагенты, в том числе и озон, на полиизо­ бутилен не действуют, что объясняется насыщенностью его молекулы, 31
Полиизобутилен набухает и растворяется в бензине, бензоле, толуоле и хлорированных углеводородах. На него действуют хлор и бром, а также прямой солнечный свет. Под влиянием последнего рассматриваемый материал ста­ новится липким вследствие процесса деполимеризации. Водостойкость и диэлектрические свойства полиизобу­ тилена высокие. Пластичеёкие смеси из полиизобутилена используются для изготовления • кислотоупорных прокладок, набивок и уплотнений. В смеси с натуральным каучуком и дру­ гими материалами он применяется для изоляции кабелей, а в смеси с сажей-для изготовления шлангов и транс­ портерных лент. ·1. ПЛАСТИНИ НА ОСНОВЕ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ, БЕЛНОВ И БИТУМОВ Цел л ул о и д является наиболее старой пластической массой, разработанной еще в конце XIX века для замены слоновой кости. Он получается путем смешивания нитро­ целлюлозы (нитроклетчатки или коллоксилина) со спир­ товым раствором камфоры. Окрашивая целлулоид в любые цвета и при помощи соответствующих технологических приемов, получают имитации мрамора, рога, слоновой и черепаховой кости ит.д. Целлулоид изготовляется в виде листов, размером от 1,5 до 2 метров, толщиной от 0,5 до 5 мм или в виде трубок и штанг. . Область применения целлулоида в технике значительно снижается в связи с его легкой воспламеняемостью. Под влиянием прямых солнечных лучей целлулоид желтеет. Поэтому в производстве безосколочного стекла • его заменяют поливинилб'утиралем и другими более светостойкими массами . Целлулоид обладает следующими физико-механическими свьйствами: • 32 удельный вес, в г/см 3 :·1,35-1,4; предел прочности при разрыве, в кг/см 2 : 200-500; удлинение при разрыве, в О/о : 25-50; ' модуль упругости, в кг/см 2 : (0,15-0,30) •10 15; предел прочности при сжатии, в кг /см2 : 1200-2000i предел прочности при изгибе, в кг/см 2 : 400-800;
- теплостойкость при продолжительном нагревании, в 0С: 60; действие солнечного света: окрашивается и становится хрупким. Цел л о н - пластическая масса, изготовляемая тем же процессом, что и целлулоид, но на основе ацетилцеллю­ лозы. Послецняя менее воспламеняема, чем нитроцеллю­ лоза . Поэтому целлон часто называют не r о р ю ч им целлулоидом. Применение целлона ограничивается его более высокой стоимостью . Из ацеrилцеллюлозных пластиков особенно рекомен• дуется изготовлять плен~и для кинофильмов в целях устранения пожаров в кинотеатрах. Физико-механические свойства целлона следующие: удельный вес, в г/см 3 : 1,27 -1,37; предел прочности при разрыве, в кг,'см 2 : 200-450; удлинение при разрыве, в 0/о: 20-50; теплостойкость при нродолжительном нагревании, в 0 С:5O-1OO; • объе'Jное электрическое сопротивление, в ом· см: •1010_ 1Q13; горючесть: слабая; действие солнечного света: незначительное. Этилцеллюлозные пластики являются новым видом материалов, образуемых на основе эфиров целлю­ лозы. Пленки этих пластиков сохраняют ги,бкость при отрицательных температурах (до минус 40 +-5OсС). На той же основе могут быть изготовлены лаки путем растворения этилцеллюлозы в смеси толуола и эти­ лового спирта и специальные массы сплавлением с мас­ лами и воском. При смешивании этилцеллюлозы с пласти­ фикаторами образуются различные пластические массы - твердые или мягкие каучукообразные. Этилцеллюлозные пластики обла цают высокими ди­ электри ческимЙ свойствами. Технические детали из них получаются литьем поц давлением или прессованием. Свойства этилцеллюлозных . пластиков следующие: у_цельный вес, в г/см3 : 1,1-1,2; пре_цел прочности при разрыве, в кг,'см 2 : 140-500; удлинение при растяжении, в 0/о: 10-100; предел прочности при изгибе, в кг/см 2 : 200-800; З Пластическ:ве :массы
объемное электрическое сопротивление, в ом •см: 1010- - 1014; теплостойкость при про_цолжительном нагревании, в 0С: 60-100; горючесть: слабая. Бензил целлюлозный пластик образуется на основе бензи J ювоrо эфира целлюлозы. Он изготовляется обычно в ви.rr.е каучукообразной массы, используемой для изоляции и оболочек кабелей, а такж,е для переработки. Диэлектрические свойства этого материала высокие; горю­ честь низкая. Этролы (тролиты)-масса для прессования и литья по_ц давлением, образуемая на основе эфиров цел­ люлозы. Обычно имеет вид порошка, со_цержащего напол­ нитель, пластификпор и краситель. В нитроцеллюлозном этроле, благодаря большому процентному содержанию минерального наполнителя (от 40 до 700/о), устраняется горючесть • композиции. Переработка ве_цется только путем прессования. Этролы на основе ацетил-, бензил­ и этилцеллюлозы содержат меньшее количество наполни­ теля и применяются, главным образом, для литья под давлением. Из этрола изготовляют различные детали для теле ­ фонии и других областей электрослаботочной промыш­ Jrенности. Бел к о вые пластики, к группе которы х принадле ­ жат r ал ал и т и аль б ум ин, обла_цают невысокими меха­ ническими свойствами и отличаются значительным во_цо­ поrлощением, что ограничивает их использование в тех­ нике. Они применяются, главным образом, для галанте­ рейных из_целий и пуговиц. Галалит образуется на основе казеина, выделяемого из молока, а альбумин - на основе крови животных. Такого рода пластики могут быть изготовлены на основе растительного белка, в частности соевого проте­ ина и зеина, т. е. протеина злаков. ~ Асфальтопековые пластическиемаёсы,называемые также бит умным и, изготовляются на основе различных битумных материалов, как-то: нефтяного битума, камен­ ноугольного пека, хвойного пека и др. В состав битумов вводят волокнистые наполнители, например хлопковые очесы и кизельгур. Все составные части сплавляются и перемешиваются между собой. Применяют также су- 31
спензионный метод производства, предложенныti профес­ сором Г. Д. Крейцером, заключающийся в перемешивании составных частей в виде во.цной суспензии, с последу­ ющей сушкой и вальцовкой массы. Асфальтопековые массы перерабатывают путем прес­ сования сле.цующим образом: подогретая до 140-160° масса по м ещается в прессформу и прессуется при давлении 200-300 кг!см2• Сначала прессформа нагревается, а затем о х ла ждается пропусканием во.цы по специальным каналам. Изд~лия из асфальтопековых масс черного цвета, имеют сравнительно низкую теплостойкость, плохо поли­ руются. Достоинством .их является высокая коррозионная устойчивость и низкая стоимость. Пластики служат, главным обр3зом, для заготовления аккумуляторных баков. Из бумаги, обрабатываемой битумными пластиками, изготовляют трубы. Снлавлением битумных материалов с другими веществами получают специальные составы для заливки аккумуляторОВ', гальва­ нических элементов, кабельных муфт, трансформаторов ит.д. В состав компаун,цов входят нефтяные битумы раз­ личных марок и канифоль, а также иногда воск и пара­ фин. Физико-механические свойства изделий из асфальто- пековых плас'!:иков следующие: удельный вес, в г/см 3: 1,4-2,:2; предел прочности при изгибе, в кг,'см 2: 160-300; пре_цел прочности при растяжении, в кг/см 2: 100- ~140; ударная вязкость, в кг• см tсм2: 1,5-2,5; теплостойкость, в 0 С: 40-50; во.цопоглощение за 24 часа: 0,1; удельное электрическое объемное сqпроти~ление, в ом•см: 10 11 -1012; средняя пробивная . напряженность, в кв/мм: 6-9; Сво.цные данные по физико-механическим свойствам и химической стойкости наиболее часто используемых масс приведены в табл. 9 и 10.
Физюrо-:мэханячесннэ свой На именова Фенсп;1асты 1 =,:s: .! .. слоистые Наименование Размер- - ... i .,, ... 1 :,: 1 1 о показателей ~~~ t,: ... "-' ность ... ОФ :, .: :о1 "' :,.: со :,.: "' 1 t,: :,: 1 о,;_ :,: "-' ~ о u 1 ~-,g~ :.: о. ... "-' о о"' ;;;~ "' 1 О) о. t,: '° t:: "-' i о."'"' о u:,.: G) .Q о. t::.:.: t:: "' "' ... ... "' t,( 1 - Удельный вес .. _. . , r/см3 1 1,3-1 1,3-,- 1,4-1 1,34-1 1,2- 1,4 1,4 2,0 1,4 1,4 1 Предел прочности при:1 изгибе ... . 400- 400- 600- 14 00- 1300- 500 600 800 1600 2700 растяжении . . Ы'/см 2 250- 300 - 250- 800 - 1200- 300 400 300 1000 2800 сжатии ... . 1300- 1000- 1000- 2600 1500 1400 1400 1400 Удельная ударная вяз- 1 - кость ......- кг-см/см2 \ 4-61 6-101 16-281 20-401 40-80 Водопоглощение з·а 1 24 часа ... о/о -1 0,2-1 0,6- \ 0,2- 1 0,6-;- 1 ДО4,0 V 0,4 " 1,8 1,0 1,- Теплостойкость .• . 1 ·с 100-1 100-1 200 1 120- 1 140 110 110 1 140 1 1 Объемное эле1:триче- ское сопротивле- ние ....... ОМ•СМ 109- 109- 109 1010_ 1 108 10 11 10,о 1012 Средняя пробивная на- пряженностъ (эле"К- трическая проч- 5-10 ность) ...... квfмм 10-12 3-4 4-8 2-6 Тангенс угла потерь 1 1 0,6 1 1 1 при 50 периодах . tgrJ 0,4-1 О,_8 0,3 0,8 0,6 Предельная эксплоа- тационная темпе- ратура •••••• ·с 100- 80- 120- 100 80 .1 10 100 200 36
ствэ. пластических fl!dcc ниепластическихмасс Аминопласты J 6 ~F- ., :;; = :,:: "':,: "'~ 8s uо ., о.. о..::, t:: = 1,4 400- 600 300- 400 1500 4-8 1 0,4- 1 1,0 .1 90- 1 1101 109- 1012 10-12 0.04- 1 0,06 70-90 5:: ~ :,: :,: "' ... ., 2-~ :;; (-, "' "' u ~= :,: о ос:,::,: "' о- t:: iii u 1,4 , 1,34-1 1,4 1200 - 800 160- 600 2000 - 201-1 1 0,081 о.в-, 1,0 1 100 1 1 -1 10 10- 10 14 10 1~ 4-8 20 0,08 1 0,10 1 80 60 6. _о, F- ~~ t: о 5.:.:: о.. :,: :,c:U- F- "'.,о u ::,: :r "' :,: r::::: ~ "' о~., о t:: ~ ... t:: ;.. u 1,20 1 1,06 1 900- GOO 1000 500 400 700 1000 1 1 20 14.-20: 0,3 1 0,01 1 60 1 60-801 1 1014 1011 20 20-28 0,061 0,00011 60 60 ,~ o..:i:: 00 ... ,,: -е--е- "'<!) о..!- 1--~ ~= t~~ о:,: t:: 1;; 2,2 1 150 200 - - 1 0,1 1 160-1 180 1 1016 20 - 1 160- ~00 Таблица g t:( :s: о ~t: "' ., ::1' 1,3-j 1,4 600 400 1600 101 :i: о "' "' ~ 500 400 1600 1 121 1,2 \ 1,2 --2,0/ ., :з 111 о :.1 ., = о !ё- "':21 "'u -е, u u"' < ::s 1,8 200 120 - 2 0,1 40-501 40-50140-50 1 1 1011 1011 1011 7 20 7 0,03 1 0,021 - 40 40 50 37
Наи)1енов11 Феноп11асты Наименование Размер - ~~ s слоистые :з :s: 6 :,: ... С1) показателей :,: ... "' ... :а ность "' ... O<D :s: ~ :.: :s: "'' "' :,: о"'~ :,: cu::G о u uo, :.: о.. ... С1) '-' \О 00 о о"' '-' С1) ~ С1) о..~ "' \О с:: ю :;s С1) о..ro 1 о '-' :s: о.. с:: :.:::G ~ "' ... ... ~ t=t Температура пресс о- 150- 150- вания ·с 150- 140- 170- 170 160 190 160 160 Необходимость ох11а- ждения впрессфор- ме после пресса- вания - нет нет нет есть есть Таблица 10 Химическая стойкос·rь пластичес:них масс Наименование п,1астиков ... 3 1 С1) t::f' 1 :i:= Наименование ... '-' 1 ::t'' '-' "' :s: о.. "'Q :s: е: :а "' е: :,: :s: ... t==::t:S:: ~ §}:,: е: 1:: ;§ ,:s: '" хшшка11ий 1:: о '-' 6~:з >,О"' о :,: :s: з :,: е:::t":,: е:о..о :ж: :s: е:~ "' е:"'"'е: '"е: С!) :::; оо о С!):.: о С1):s:Q -е- "' с:: е: 1:: ::r ... е: ::r :,: е: Азотная кислота, слабая с с с с с с Азотная кислота, концентриро- ванная НсНсс - Нс Нс Алюминий хлористый . с с с с - с Амилацетат . . с с НбНбНбр Анилин с с - - - - Ацетон с с Нс сНбр Бензин с с с Нсс с Бен,ю11 с с НбНбНбр Бутилацетат . с с НбНбНб р Жиры животные с с с Нбс с м011очная кислота . . . . с с с - - - Натр едкий, слабый раствор СчСчс с -- с Натр едкий, концентрирован- ный раствор . НсНсс с Нс Нс Серная кис1юта, слабая . с - с с - с ) 38
~ i1 1 Продолжение табл. 9 ние пластических масс Аминопласты 1 1 <1) о а. :;s ... О, 1 ,..._ 1 "= i-, а.:,: 11:1 <1) . :s:"' оо о :;s :i: :,: i-, i-, "= :,: :,: :s: :s: "'<1) е: '9 --& <1) :i: "" i-, "=о о "'<1) t:( J:: <1) 0..u §_:,: а. а. i-, :s: о "':s: :;; о"' :s: i-,._, о i-, "" 'J "= "= ..,. u- i-, ~5 "= :,: "' о- i-, ~~g us u t;1 с:: u >, о ~~ uo = =- :,: = :s: "= "= е: "' а. о е: ,:s: t; :;: "' е: 3;:: е: е: .е,,., а.о е: о- о"' i-, о "' <1) u"' с:: с:: u t::.:: t::""u t: t:: "' ::f ::f <t;;:;; 130- 135- 140- 140- 130- 2GO- 100- 130- 100- 155 145 170 170 170 300 120 170 140 нет 1 есть есть есть есть нет есть есть есть 1 Продолжение табл. 10 Наименование пластиков - 1 i-, е: <1) ~1:i:c Наименование i-, u 1 о J:f ' u "' :s: а. "'о :s: t; :;; "' 1§ :,: :s: :ё ~ ,:,: g~:,:. е: химикалий J:: о i§ ,:,: i-, >,О"' u оQ):а о :,: :,: t;J:f:,: е:а.о :,: :,: :,: :;; е: t;t;"'е:i-, е: <1) ::i. t; 11:1 о "':,: о "':,: о .а- "' оо t:: J:f i-, е: J:f :,: t; . J:: t; Серная кислота, концентриро- ванная Сч- с с - - Смазочные масла с с с Нбс с Сода (уrле1шслый натрий) .. с Счс с с с Соли железа (сернокислые, с хлорные) с с - - с Соляная кислота, слабая . . . с Счс с - с Соляная кислота концентриро- ванная СчНсс с - - Таннин . ... с - с - - с Уксусная кислота, слабая с с с с н с у 1,сусная кислота, концентр и- рованная .. с - - с р Сч Фенол . ..... Сч- - с - - Фосфорная кислота Сч- с - - - ~ти.1ацетат с с НбНбНбр э Этиловый (винный) спирт с с с с Сч Нб тиловый (серный) эфир с с НбНбНбр Условные обозначення: С - стоек; Сч - стоек частично; Нс - не стоек; Нб - набухает ; Р- растворяется.
Глава /l ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС Пластики перерабатываются различными мето_цами в зависи.мости от их химической приро,цы и состава, а также требований, предъявляемых к из_целиям. Основные мето_цы переработки следующие: 1) горячее прессование с последующим охлаждением или без такового; 2) пресслитье; 3) штамповка; 4) -прессдутье; 5) литье .под давлением. Характерным мето_цом соединения листов из пластика между собой является сваривание их. В качеtтве операции, заключающей процесс изготов­ ления деталей, в ряде случаев применяется обработка на металлорежущих станках. • •Другие методы переработки пластиков, как-то: 1) холо_ц­ ное прессование или формование; 2) выдавливание через мундштук и т. п.,-используются лишь для специфиче­ ских целей. 8. ПРЕССОВАНИЕ ПЛАСТИКОВ И ПРЕ~СЛИТЬЕ Переработке прессованием по_цвергаются, главным обра­ зом, термореактивные пластики, в частности фенопласты и аминопласты. • Термопластичньrе материалы реже перерабатывают этим путем, так как после каж_цой операции горячего прессования необхо_цимо охлаждать деталь в прессформе. Последняя операция требует довольно продолжцтельного времени. 40
Термопласты пре,цпочитают перерабатывать литьем под давлением. Прессование пластиков произво .цится в прессформах. После,цние нагревают . в целях придания пластичности прессуемой массе . Для соз.цания давления используются прессы соответ­ ствующей мощности. Пластические массы, применяемые для прессования, имеют ви.ц порошков (аминопластов и бакелитовых) или волокнистых материалов (волокнит, масса К-6, текстоли­ товая крошка и т. п.). Порошки облацают объемом приблизительно в 2,5-3,0 раза, а волокнистые материалы- в 7-10 раз превышаю­ щим объем готовых из.целий. Поэтому перед прессованием рекомен ,цуется таблетировать на холо,це прессовочный материал. Для этой цели применяют приво,цные эксцен­ триковые прессы обычного или карусельного типов. Таблетки имеют объем, превышающий для пресспорош­ ков в 1,5 раза, а для волокнистых прессовочных материалов в 3 раза объем изготовляемого из_целия. В производствен­ ных условиях при невозможности таблетировать волок­ нистые материалы с помощью машины прибегают к исполь­ зованию специальных таблеточных прессформ. Таблетки обычно изготовляются определенного веса; почему при загрузке ими прессформы не требуется предварительное взвешивание материала. В случае применения порошко­ образных материалов или комбинаций из них и таблеток необходимо отвешивать прессовочный материал в коли­ честве, требуемом для изделия. Пере_ц загрузкой материала в прессформу рекомен­ дуется нагрева-ть его. Этот прием значительно ускоряет процесс прессования и улучшает качество полученных из_целий. Действительно, горячий материал легко заполняет гнезда прессформы, не требуя дополнительного нагревL . Пре ,цварительное нагревание материалов производится в термостатах или при помощи токов высокой частоты. На - некоторых заво_цах прессовочные материалы нагревают за счет использования теплоты прессформы. Для этой цели материал помещают в специальный пенал, который sаклацывают в зазор между прессформой и плитой пресса. Прессование пластиков производится nри следующих режимах (табл. 11). 41
Таблица 11 Режимы прессования пластиков Материал Температура/ Давление п~~~;:;-_ прессования, при прессова- вочноr·о ма- в 0С /нии в кг'см, териа~а, 8 ' 1 см31г ФенопJ1асты Прессовочные порошки (кар- болит, монолит) 150-170 100-350 2,2- 3,0 Волокнит, текстолитовая кро- шка . 140-160 175-500 2 5-12,0 Асбестовые массы (К-6, К-Ф3) 170-190 150-500 2,0- 8,0 Аминопласты Прессовочный порошок 130-155 100-400 2,5- 3,0 Полимеризационные пластики Органическое стекло . 140-170 140-400 2,0- 3,0 Полистирол........ Сополимер (хлорвинила и ви- 130-170 70-250 2,5- 3,0 нилацетата) . 110-135 100-250 2,0- 2,5 Эфиры целлюлозы Uеллулоид. ..... 100-120 20-100 Ацетилцеллюлозный пластик 130-170 35-300 2,0- 3,0 Этилцеллюлозный пластик 160-180 70-300 2,2- 2,5 Термореактивные пластики выдерживают при указан­ ных в табл. 11 температурах почти до полного перехода в неплавкое и нерастворимое состояние. Вынимать из прессформы плохо отвержденный пластик не рекомен­ дуется, так как при этом может произойти деформация изделий. Длительность вы_цержки в прессформе зависит от толщины стенок из_целий деталей; на каждый милли­ метр толщины стенки требуется для отвер»щения от 0,5 ДО 1 МИНУТЫ. Пре_цварительное нагревание термореактивных материа­ лов значительно ускоряет процесс отверждения. При прессовании следует различать давление формования и давление отверждения. 42
Для формования необходимо полное дамение, величина которого колеблется в зависимости от конфигурации и глубины "гнезда" прессформы, т. е. полости, в которой оформляется из.целие. Про­ цесс отверждения требу­ ет обычно давления до 15 кr:'см 2 • Оно должно пре­ вышать на 2-:-3 атмосферы давление паров во.цы и га­ зов, которые при этом вы­ деляются. Как следствие изложенного, в некоторых случаях применяют так на­ зываемые "самозапирающи- Рис . 3. Пресс с нижним да- влением: 1 - станина с цилиндром; 2- плунжер; В- уплотне­ ние; 4- плита; 5 - колонна; б - траверза. 7 Рис. 4, Пресс с верхним давле- нием: 1- рабочий цилиндр; 2- под­ вижная плита; d- неподвижная плита; 4- цилиндр системы для подъема плиты 2; 5 - выталкива­ ющий плунжер; б- колонна; 7 - направляющие втулки . еся" прессформы, которые после формования извлекают иэ пресса, чтобы вести процесс отверждения в специаль- 4.З
ных термостатах. Прессформа открывается только после отверждения из_целия. Однако в по_цавляющем большин­ стве случаев пре_ цпочитают произво_ цить отверждение, не снимая щ:ессформы с пресса. Большие тяжелые прессформы закрепляются на плитах прессов стационарно . Прессование при помощи съемных прессформ произво - Рис . 5. Расположени е прессформы на прессе. дится на гидравлических прессах с »ижним давлением (рис. 3). Пресс состоит из станины с цилиндром 1 и плун .. жера 2, несущего плиту 4, на которую устанавливается прессформ$1. Для пре_цохранения жидкости , по_цаваемой насосом, от вытекания из цилин_цра в неплотности между стенками после_цнего и плунжер<Эм в верхней части ци" лиц_цра устанавливается уплотнение 3. Для прессования в стационарцых прессформах при" меняют более совершенные прессы с верх»им давлением . 44
Один из типов таких прессов, выпускаемых отечественной промыш.r~енностью, приве,цен на, рис. 4. В верхней части пrесса расположен рабочий цилин,цр J. К его плунжеру прикrеплена по,цвижная плита 2, направляемая цилиндри­ ческими колоннами б. Прессформа крепится на непо.цвиж­ ной плите 3. Выталкивание из.целия из прессформы после прессования произво.цится плунжером 5. Подъем плиты 2 осуществляется плунжерами, перемещающимися в ци­ линдрах 4. Более детально расположение прессформы показано на рис. 5. К плите 1, перемещающейся по направляющим 13, при помощи скоб 2 крепится плита обогрева 3, в кото,­ рой просверлены каналы для пара, и пуансон 4. Корпус прессформы крепится к непо,цвижной плите 11 также при помощи скоб 2 и накладок 12. Прессформа 5 установлена на плите обогрева б, снабженной паровыми каналами 7. В матрице прессформы двигается шпин.цель 8 выталки­ вателя 9, закрепленного на плите 10, связанной с выталки­ вающим плунжером пресса. Паром обогреваются прессформы в . случае прессования термопластов или слоистых фенопластов. И.ноr.п:а для этого каналы сверлятся и в корпусе прессформы. Обогревание прессформ, перераgатывающих порошки типа карболит и им подобные, произво.цится при помощи электричества. Элементы сопротивления заклацываются в каналы пли~ обогрева или в специальные каналы корпуса прессформы. Гидравлические пrессы с верхним давлением при­ во_цятся в движение от rи.цравлической сети чеrез распре­ делители, при помощи которых жи.цкость, нахо.цящаяся под давлением , направляется в тот или другой цилиндр пресса. Обычно на заводах имеются две rи.цравлические сети: 1) низкого давления для предварительного заполнения · цилин,цров пресса и 2) высокого . давления для создания рабочего давления в соответствии с за.цанным режимом . Давление в сети создается при помощи насосов . Для регулирования давления в сеть включаются ги ,цравличе­ ские аккумуляторы. Они скапливают жидкость, нахоця­ щуюся по.ц давлением, в момент "пауз" прессования и отдают ее обратно в сеть в период интенсивной: работ~ прессов. Схема простейшего "шпиндельного" распределителя показана на рис. 6. Распределитель б состоит из двух 45
Юiапанньiх коробок, в которых находятся шпин.цели. При вращении шпин.целя вручную, он опускается - на се_ ТJ,ЛО или по,тr,нимается, сое.тr,иняя определенный цилинтr,р пресса с сетями давления или со сборником отработанной жид­ кости. Существ.уют также клапанные распре.целители (рис. 7), устанавливаемые в _определенное положение пово~отом 2 Рис. 6. Схема управления прессом с_ помощью шпиндельного распре• делите лп : 1- рабочий цилиндр; 2-цилиндры систе~ш подъема; 8- цилиндр выталкивающего плунжера; 4 - клапан; 5 - ше с тиштнщелr,ный распре­ делитель; б - тройник высокого дав11ения; 7 - зап о рный кран низкого давления; 8- запорный кран высокого давления. махо в ич1<а J. Вал последнего 2 через 1<ривошипы 3 и тяги 4 связан с клапанами. В прессах автоматического действия вал распре _ тr,елителя вращается от привода двигателя, ра­ ботая по за.цанному режиму. Работа прессов с нижним давлением осуществляется при помощи более простых распределителей, так как эти прессы в большинстве случаев имеют только один цилин.цр. ,.. В мелких производствах и в лабораториях используют 46
гидравлические прессы с 1щциви,цуальными насосами. При.­ меняются также механические прессь1. Изделия по освобож_цении из щ:ессформ пере,цаются в отделочные цехи для удаления заусенец, сверления отверстий, а также шлифования и полирования на шай-- бах, собранных из ткани . • Устройство прессформ имеет весьма важное значение для успешного протекания процесса . Прессформы в пода­ вляющем большинстве случаев изготовляются из стали, соответственно механически и термически . обработанной . Допуски на размеры рабочих частеf.i прессформы задаются J Рис. 7. Клапанный распределитель. по 2-3 классу точности. Стоимость прессформы сре_цних сложности и размеров достигает нескольких тысяч рублей. О _ цнако с помощью о_цной прессформы прессуются десятки тысяч из целий, поэтому амортизация прессформы на одно из_целие составляет незначительную сумму . · срок службы · прессформы во Мf!огом ,щвисит от пра­ вильного выбора ее материала и конструкции. Как след­ ствие, на конструкцию прессформы и на ее изготовление должно быть обращено значительное внимание. Прессформы делятся на следующие типы: 1) открытый, 2) закрытый и 3) полузакрытый. 1 Прессформа первого типа состоит из двух основных частей (рис. 8), а именно: ·верхней - пуансона 1 и нижней - матрицы 2.
2 Рис. 8. Прессформа открытого ~ типа. 3 г Рис. 9. Прессформа закрытого типа. г Рис. 10. Вi!р11,шт прессформы за­ крытого типа. z Рис. 12. Вариант прессформы полузакрытого типа. Pv.c. 13. Вариант !пре ссформы полузакрытого типа. Рис. 11. Прессформа полузакры- Рис. 14. Вариант прессфор!.1ы по- того типа. лузакрытоrо типа,
При прессовании избыток пластика вы_цавливается в зазор между ними. В местах соприкосновения частей прессформы образуются тонкие заусенцы, так называемые "о б лой" или "грат". Поэтому необхо_цимо иметь избыток материала, чтобы компенсировать потери при выдавли­ вании. Прессформы рассматриваемого, наиболее простого и де­ шевого, типа применяются лишь для прессования плоских из_целий, например граммофонных пластинок, рамок, кры­ шекит.п. Прессформы второго типа пре_цставляют собою соче­ тание трех частей (рис. 9): пуансона 1 и матрицы 2, находящихся в обойме 3; Прессовочный материал засы­ пается в прессформу при удаленном пуансоне; затем пуансон вхо_цит в обойму, действуя как поршень . При этом материал сжимается между матрицей и пуансоном, но не вьщавливается наружу , так как мешает обойма. Очеви_цно материал необходимо точно дозировать во избе­ жание получения толстостенных из_целий. В прессформах этого типа можно прессовать изделия любого профиля и габарита. Недостатками являются сложность конструкции прессформы, значительный износ пуансона при трении о стенки обоймы и неравномерность то.1Iщины из_целий, зависящая от колебаний в весе прес­ суемого материала. В варианте прессформ закрытого типа (рис . 10) пуансон 1 в конечном положении опирается на заплечики 2, оформляющие изделие по габариту. Оба варианта второго типа прессформ называются также "прессформами с нагнетанием" . В прессформах третьего типа 1 (рис. 11) пуансон в ко­ нечном положении также опирается на заплечики 1. Особенностью являются каналы , по которым выдавли- вается избыток прессовочного материала. ·, Прессформы после цнеrо типа наиболее часто приме­ няются при пе р е р а б отке пластических масс, поэтому рас­ смотрим их подро б нее . Прессформа, схема которой при­ ве_цена на рис. 12, имеет горизонтальную площадку а, перехо_цящую в вертикальный обвод б. Он соединяете~ с каналами, служащими для выдавливания избытка мате­ риала . В другой схеме (рис. 13) заусенцы образуются по вертикальной стенке а матрицы, которая затем переходит 1 Н а зываемых также . прессформы с пере т екани е м •. 4 Пластиче с кие :.~ассы 49
в rориэонталыtую отжимную кромку о с каналами для выдавливания избытка прессованного материала. Наиболее часто применяемая на произво_цстве прессформа (рис. 14) снабжена горизонтальной отжимной кромкой а, каналом 3 2 ~ 7 1: 1Плита о6огщ,8а Hl!/JOl!QJaj _lG 1 : ,~ -- ' 1 8 • ' 1 J' 1 i_ 1 """'"- . _J_-Ф -~~ ~ .J.JI'---- Рис. 1.5. Стационарная прессформа полузакрытого типа. для избытка прессовочного материала б и направлением пуансона по вертикальным стенкам в с лысками для уда­ ления вы_цавленноrо пластика. Рассмотрим чертеж прессформы полузакрытого типа (рис. 15). На пg_цкладках 2, установленных на нижней плите 1, покоится матрица 3. Она соединена с плитой 9, имеющей бортик с с канавками для выдавливания излишка 50
материала. На бортик с опираетбi' пуансон б, соединенF1ый с верхней плитой 5. Пуансон имеет лыски Ь- и опорную поверхность а с канавками для выко,ца ·массы. Плиты 5 и 9 имеют выемки, служащие для крепления пуансона и матрицы к плитам пресса. Точное направление движения пуансона осуществляется при помощи колонок, запрессо­ ванных в матрицу - 3 и входящих во втулки 8 верхней плиты 5, Нижняя поверхность _отпрессованного изделия лежит на выталкивателе -15, имеющем в центре знак 14, оформляющий отверстие изде­ лия. - Нижняя часть выталки­ вателя 15 связана со шпин­ делем 13. Последний соеди­ няется с выталкивающим плунжером гидравлического пресса. По_цкла_цки 2 служат для облегчения очистки про­ странства под выталкивателем от заусенцев. Обогрев пресс­ формы произво_цится элек­ трическим током, пропуска­ емым по спиралям из нихрома Рис. 16 . Прессформа с разъем- или фехраля, помещенным в ной матрицей. каналы матрицы и пуансона и закрытым крышками е. В случае, когда изделие имеет "по_цнутрения ", для извлечения его из матрицы необхо.а.имо изготовлять после_цнюю разъемной. Примером может служить пресс­ форма аккумуляторного бака (рис. 16). Матрица ее разни­ мается по вертикальной плоскости и обеспечивает тем самым легкое вынимание изделия. • Как указывалось, прессформы бывают съемные и ста­ ционарные. Вынимание из съемной прессформы готового изделия (рис. 8-11) производится на верстаке при помощи ручного винтового пресса. Прессформа, показанная на рис. 15, принадлежит к числу стационарных. Съемные прессформы применяются, главным образом, в мелких производствах. Стационарные прессформы используются в более крупных произво_ц­ ствах. Разрез стационарной прессфор'мы приведен на рис. 17. По количеству о_цновременно прессуемых изделий прессформы разделяются на одноrнездные и мноrогнезд- 4* 51
вые. Гнездность прессформ устанавливают в зависимости от количества изделий одного наименования и от их 8 Рис. 17. Разрез стационарной прессформы: 1-изделие; 2-деталь выталкиватеmI; В-шпин­ дель; 4 - винт для соединения с выталкивающим плунжером; 5 - плита; 6 - матрица; 7 - направлs:­ ющая втулка; 8- каналы для элементов обогрева; 9-вырез для крепежного . болта; 10- каналы для элементов обогрева; 11 - цилиндрическая направшrю­ щая стойка; 72-плита для крепления пуансона; 13- пуансон; 14- вырез для крепежного болта. габарита. При болы:μом количестве изделий малых раз­ меров применяют многогнез,цные прессформы. Прессование пуговиц, например, производится на шестидесяти-и вось­ мидесятиrнездных прессформах. Для таких деталей, как 52
:----------- пропеллеры самолетов, корпусы ра_циоприемников и т. п., естественно, :используют одногнездные прессформы. Охлаждение изделий, отпрессованных из термопластов (полихлорвиниловые композиции, акрилаты, этролы, цел­ лулои.ц и т. п.) или из слоистых фенопластов (текстолит; бумолит и т. д.), произзодится в прессформах по_ц даме­ нием. Для этой цели по паровым каналам пропускают хо ­ лодную воду. Охлаждение электрообогреваемых прессформ требует наличия от.rr.ельных каналов для холодной воды. Поэтому прессформы с электрообогреванием применяют для материалов, не требующих охлаж_цения после прес­ сования, то есть для фенольных прессовочных порошков (карболитовых и др.), а также для аминопластов. При переработке целлулоида и некоторых термопла­ стов в прессформах открытого типа последние выпо;r­ няются из бронзы. Для изготовления стальных прессформ применяется малоуглеро_цистая, машиноподелочная и ин­ струментальная сталь. Рабочие части прессформы, как-то: пуансон, матрица и знаки, образующие отверстия в изде­ лии и несущие металлическую арматуру, подвергаются закалке. Другие части прессформы оставляют сырыми. Направляющие колонки из конструкционной стали цемен­ тируются. Втулки, в которые вхо.цят направляющие ко­ лонки, не подвергают закалке или же калят на меньшую твердость. Это позволяет при ремонте прессформы менять только · втулки. Площадь соприкосновения выталкивателя с поверх" ностью изделия зависит от размеров и толщины стенок последнего. Иногда эта площадь определяется требова­ нием чистоты нижней поверхности изделия. Выталкива­ тель занимает всю площадь дна изделия, чтобы не оста­ валось следов шпилек. В случае выталкивания отдель­ ными шпильками, на торцах последних, соприкасающихся t изделием, наносят гравировку с указанием марки завода производителя или какие-либо рисунки. Тем самым маски­ руются следы торцов шпилек. При выталкивании из.целия из матрицы приходится прео_цолевать сопротивления: 1) вакуума, которьiй обра­ зуется в результате движения плотно си_цящего из_целия; 2) прилипания изделия к прессформе; чем более отполи­ рована поверхность гнезда, тем прилипание меньше; 1 1 Наименьшей ~елич~-щы оно достю·ает при хромированных гнездах.
3) заусенцев, которые иногда необходимо разрушить. Толщина выталкивателя должна быть достаточной для прео.цоления всех указанных сопротивлений. Твер,цость поверхности втулки должна быть меньше твердости шпинделя выталкивателя по соображениям, изложенным выше. Для образования резьбы в из_целии пользуются специальными шпильками, называемыми резь­ бовыми знаками. Последние · размещаются в прессформе различным образом, в зависимости от • назначения. Если резьба выполняется внутри корпуса из_целия, оформляе­ мого пуансоном, то резьбовые знаки кrепятся на после_ц­ нем. При снятии изделия с пуансона, вместе с из_целием должны выходить и резьбовые знаки. Они вывинчиваются из изделия на верстаке. В прессформе знаки крепятся своими разрезными хвостовыми частями, удерживаемыми в теле пуансона трением или заточкой, в которую входит защелка на пружине. Если изделие по процессу прессо­ вания остается на пуансоне, последний снабжается спе­ циальными выталкивателями. Когда резьбу необходимо отпрессовать в нижней части изделия, хвостовые части знаков входят в отверстия, высверленные в теле матрицы. , При необходимости получения резьбы в стенках изде­ лия резьбовой знак делают вывертывающимся. В против­ ном случае он мешал бы выталкиванию изделия из гнезда прессформы. Для получения резьбы на внешней поверх­ ности из,целия применяют резьбовые кольца (лерки) или разъемные матрицщ, на внутренних стенках которых наре­ зается резьба. Следует рекомендовать использование резь­ бовых колец, а не разъемных матрlщ, так как при малей­ шей неточности в совмещении двух половинок матрицы нитки резьбы не будут совпадать. Кроме того, между половинками матрицы будет затекать прессовочный мате­ риал, вследствие чего потребуется дополнительная очистка резьбы на изделии. При проектировании и изготовлении резьбовых знаков следует учитывать усадку резьбы. Когда обе детали, т. е. гайка и болт, изготовляются из пластика, на резьбовом знаке при проставлении разме­ ров пре_цусматриваются увеличенные допуски. Они лежат в пределах 0,15-0,5 мм в зависимости от диаметра и глу­ бины прессуемой детали. Диаметр резьбового кольца соответствует номиналу. Допуски по длине обычно не пред­ усматриваются. Для прессовочных порqшков . фенqпластqв усадка cQ~
ставляет 0,8-1,01)/о от линейных размеров изделия. Как сле .а:ствие, при изготовлении точных изделий необходимо соответственно увеличивать размеры прессформы или же выбирать прессовочный материал, обладающий меньшей усадкой. Прессовочные материалы типа К-6 обладают усадкой около 0,4-0,60/о . Поэтому их выбирают в случаях, когда необходима минимальная уса_!J,ка. Термопласты, охлаждае­ мые под давлением в прессформе, имеют меньшую усадку, чем термореактивные пластики. • Сочетание пластических масс с металлом производится в ряде случаев. В пластические массы запрессовывают металлическую арматуру . Это необходимо для : 1) ввертывания в металлическую арматуру (втулки) различных металлически~ винтов и болтов; 2) по.!J.во_ца электрического тока к соответствующим контактам - и • 3) при_цания большей механической прочности деталям . . Металлические гайки и втулки удерживаются от выпа- дания и проворачивания в пластической массе крестооб ­ разной накаткой или поясками. Для того чтобы втулки не с_цвинулись при nрессова­ нии , они насаживаются в прессформе на гладкие или · на­ резанные резьбой знаки. В последнем случае при вытал­ кивании из.!J.елия знак выходит вместе со втулкой и вы ­ винчивается из нее на верстаке. Обычно нельзя избежать попадания прессуемой массы в последние 2-3 витка нарезки . Если это не_цопустимо , то рекомендуется применять глухие гайки и втулки. При запрессовке металлической арматуры следует опа­ саться растрескивания или деформации пластической массьi вблизи арматуры . Это особенно имеет место в том случае, когда арматуру облегает тонкий слой пластиче­ ской массы. Из-за большой усадки пластической массы в ней могут появиться трещины . При очень близком расположении металлических втулок к краю изд..елия на после_цнем образуются выпуклости . Стремление усилить детали из пластических масс · запрессовкой в них металлической арматуры не всегда рационально. _ Арматура и пластическая масса при нагрузках работают ра~щеJр,но , всле,цствце чего ж~лаемый - эффект большей §5
частью не достигается. При больших нагрузках на пла­ сти .ческую массу рекомендуется выбирать более прочный тип после.и.ней (например, вместо прессовочного порошка использовать волокнит), а не усилять изделия арматурой. В некоторых деталях основную нагрузку воспринимает металлическая арматура, а пластическая масса играет роль декоративной или тепло-электроизолирующей обли- Рис. 18. Формы для пресслитья: а) с 11ертикальным литником; 6) с rоризо1-пальным литником. 1-лнтник . цовки. Всле7.1,ствие нео_7.1,инаковых коэффициентов <°тепло, вого расширения пластической массы и металла, первая может растоескиваться, особенно при отрицательных тем­ пературах. Такое явление наблюдалось, например, у отдель­ ных т-ипов автомобильных штурвалов, сконструированных из металлической арматуры, облицованной нитроцеллю­ лозным этролом. Неудачное расположение металлической аQматуры может служить причиной коvобления и деформации деталей из пластических масс. Это о б ъясняется тем, что арматура мешает нормальной усадке пластика. При кон­ струировании де.тале.й с__ ме.та,nличе.ск9й арматурой ,_не.об- б§
хо _ цимо учитывать условия сочетания металла и пласти­ ческой массы. Пресслитье термореактивных пластиков применяют, если необхоцимо: • 1) изrо'го·вить из_целия точных размеров, 2) запрессовать в изделие арматуру, которая деформи­ руется при обычном прессовании. При выполнении пресслитья пластик вы_цавливается в горячем пластичном состоянии через узкое со п ло и литник в гнез_цо прессформы (рис . 18). Так как мате­ риал, заполняющий гне здо, весьма пластичен, то он не вызывает деформации арматуры . Благо.царя этому удается изготовлять такие детали, как катушки сопротивления с запрессованными в пластик проводниками, детали с впрес­ сованной изоляцией между тонкими коллекторными коль­ цами и т . д. Прочность готовых изделий получается несколько выше, чем при обычном прессовании, так как отверждение пластика происходит равномерно по всей тол щ ине. Пресслитье произвоцится при давлении 500-1500 кг,'см 2 • В настоящее время пресслитьем изготовляются изделия весом от 0,1 г до 2 кг . Площадь загрузочной камеры для подачи материала под давлением должна быть по крайней мере на 15-20°;0 больше площа_ци гнезда. Этим пре_ц~ упреждается преждевременное открывание прессформы. 9. МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТl{И СЛОИСТЫХ ПЛАСТИКОВ Как был-о указано, слоистые пластики получаются путем пропитки ткани, бумаги или древесного шпона искусственными смолами . Наиболее часто применяют фенолаль_цегидные смолы; для декоративных материалов используются карбамидные смольr. Текстолит и бумолит изготовляют в шахтных пропиточных машинах (рис. 19). Открытая снизу . шахта/ , высотой 10-16 метров, снабжена перегоро_rlками 2 и калориферами 3; Ткань или бумага сматывается с рулона 7 и по направляющим роликам 8, 10 прово_цится через ванну 9, наполненную раствором искусственной смолы. Затем материал по_сr,нимается в су­ шило и по направляющим роликам 4, 5 наматывается на барабан 6. Обычно п::~ опиточные машины делают двухсто­ ронними , т . е. при о д ной шахте устанавливают рядом дв~ ванн~ ,
Древесный шпон пропитывают в пачках погружением после _ цних в ванну с раствором смолы. Слоистые пластики прессуют, главным образом, в виде прямоугольных плит и досок, из которых затем механи­ ческим путем вырезают различные детали. · Рис. 19. Схема пропиточной машины: 1 - шахта; 2- пе рего родк а; 8- калориферы; 4 - на- прав;1яющий ролик; 5 - направляющий ролик; б­ барабан; 7 - рулон; 8 - направляющий ролик; 9 - ванна; 10 - направляющий ролик. Прессование профильных деталей затруднено вслед­ ствие малой текучести материала. Это заставляет сначала вырезать из слоистого материала "выкройки", а затем собирать их и прессовать. Таким образом, например, изготовляют бесшумные шестерни для двигателя автомо­ биля: сначала вырубленные из текстолитового полотна залiтовки собирают в виде болванки, после чего пр~ссуют '58.
в прессформе. В том случае, когда желают получить глубокое профильное изделие повышенной прочности, его прессуют из волокнита или текстолитовой крошки. Прессование слои­ стых ;fЛИТ произво­ дится на многоэтаж­ ных прессах (рис. 20). На промежуточные nлиты 6 укла.JJ,ываются собранные пакеты сло­ истого пластика; затем произво.JJ,ится прессо­ вание с постепенным подъемом давления. Температура прессова­ ния 160 ± 5"С. У_JJ,ель­ ное давление состав­ ляет 75-200 кг ~см2• Свойства сiоистых пластиков неоднороJJ,­ ны в различных на­ правлениях, что объяс­ няется особенностями наполнителей. Так, на­ пример, бумага, кото­ рая применяется при произвоJJ,стве гетинак­ са, обладает большей прочностью вдоль ли­ ста, чем поперек его. Это свойство особо резко выражено у дре­ весных пластиков. Лист древесного Рис. 20. Гидравлический многоэтажный пресс: шпона имеет значи­ тельно более низкую прочность в направле­ нии перпендикулярном волокну, так как при 7 - цилиндр; 2 - rг.й1:а; 3- основание; 4 - стол; 5 - нижняя плита; 6 - про­ межуточные плиты; 7 - верхняя плита; 8- головка; 9- гай1,а; 70 - лиры; 17 - плунжер. этом сопротивляются не волокна, а только их соедини- тельная ткань. • В целях получения пластика, обладающего (?динаковой прочностью вq всех напрf!влениях, применяют перекре-
r стное укладывание пропитанных смолой листов. Специ" альные сорта слоистых древесных пластиков о б ла_цают повышенной прочностью только в одном опре,а_е J1енном направлении (табл. · 12). Таб лица 12 Нонструriция плит древесных слоистых пласrиl1ов и их назr:ачение • Марка пластика. ДСП-А ДСП-В (делыа­ древесина) ДСП-С (лиrно- фоль) ДСП-Д Направление волокон \ древесины Параллельное во всех CJ!05' X Через 10 продольных слоев 1 слой поперечный Перекресrное во всех слоях Под углом 30-60° со смещением .на иот угол в каждом последующем слое шпона 1 Iiазначение плит Вкладыши ', подшипни­ ков и других: узлов тре­ ни:сr, дейдвудные втулки, штампы, :ел1::ктропзоля­ ционные детали, шары для шаровых. мельниц и т. п. Зубчатые колеса, фрик­ ционные диски, блоки и т. п. Время выдержки в прессе по.а. давлением и при нагре­ вании равняется ·3 -5 мин. на каждый миллиметр тол­ щины прессуемой плиты. Время вьщержки может быть по_цсчитано по эмпирической формуле, применяемой, rлав­ ным образом, при прессовании гетинакса: где: t - время, необхо,цимое для прессования, в мин., t0- время, необхо_цимое для достижения темпера­ туры прессования, в мин., т - толщина плиты, в мм. _ Охлаждение прессуемых досок произво.и,ится под дав­ лением в том же прессе. Распрессовка в горячем состоя­ нии может вызвать появление пузырей' и щелей в доске, всле.а.ствие расширения паров летучих веществ и воды, содержащихся в прессуемых материалах. Высокочастотный нагрев пластических масс значи­ тельно ускоряет процесс прессования и отверждения. Этот метод основан на принципе конденсатора, в котором 00,
проводниками .являются металлические электро цы, а пла,.. стическая масса является диэлектриком . Если к электро · дам по.а.вести ток высокой частоты, то быстрая смена полярности электродов вызывает колебание молекул диэлектрика. Чем выше частота, тем быстрее происхо_цит колебание молекул и тем, сле.а.овательно, быстрее npo• исходит нагрев . Количество вы.а.еляющеrося тепла пропорционально частоте электрического тока, пропорционально ква.а.рагу напряжения и коэффициенту электрических потерь, кото­ рыми определяется скорость нагрева . диэлектрика. Так как коэффициент потерь мало изменяется при повышении частоты, а применение высоких напряжений затруднительно, то увели:rение количества выделяющегося тепла пропорционально частоте тока . После.а.няя прак­ тически выбирается р~ной 2-10 мегагерц. Преимуществами высокочастотного нагрева являются: 1) быстрый и равномерный нагрев всей массы материала; 2) возможность избирательного нагрева смеси различ- ных компонентов . К недостаткам этого метода относятся: 1) низкий коэфф и циент полезного действия (около 500/о) ; 2) необходимость тщательных наблюдений и регули­ рования процесса нагрева . Для равномерного нагревания таблетированного мате ­ риала необхо_цимо постоянство толщины, влаrосодержания и плотности таблеток (плотная таблетка прогревается быстрее, чем рыхлая) . Электроды не должны охлаждать поверхност~ таблеток. Вместо сплошных электродов для этого применима металлическая сет_ка, обрамленная в мед­ ную трубку. Нагревать можно не только таблетки, но и нетабле• тированный материал. Слоистые материалы прогр,_евают в процессе прессования; электродами служат плиты пресса. Применение высокочастотного нагрева слоистых пласти­ ков в несколько раз снижает время их прессования. Для гетинакса и текстолита большей частью используется частота тока .2-5 мегагерц. Увеличение рабочей час.таты сверх 5 мегагерц при прессовании слоистых досок 1000Х2000 мм приводит к неравномерному распре.целению напряжений вдоль электродов, а следовательно, к их неравноме р ному нагреву. • Пре~сованные материалы, в виде порошка или табле- 61
ток, прогреваются при помощи токов высоr<ой частоты в генераторах, снабженных вы.а.вижными r<амерами, в кото­ рые закладывается по.а.лежащий нагrеванию материал. После нагревания по установленному режиму материал немедленно перен,осится в прессформу и прессуется. 10. МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЛИСТОВЫХ ТЕРМОПЛАСТОВ Термопласты часто выпускаются каr< полуфабрикат лист·ами разли.чного размера, толщиной от .п.есятых долей миллиметра до несI<ольких миллиметров. Такой ви.а. при­ обретает целлулои.Q, представляющий собой по разно­ образной окраске, эластичности и возможности легко формоваться отличный материал для изготовления разно­ образных тонкостенных изделий. Е_а_инственным и весьма серьезным не.а.остатком целлулоида является огнеопасность. Поэтому в послеа_нее время целлулои.п. частично заменяют целлоном, пластифицированными виниловыми смолами и другими пластиками. Ш т а м п о в к а используется для изготовления из цел­ лулоида и аналогичных ему материалов мыльниц, пеналов, различных коробочек, половинок мячей и т. п. Эта опе­ рация проиsводится в бронзовых или стальных формах. Удельное давление при штамповании незначительно. Поэтому обычно применяют винтовые или эксцентриковые прессы. Преп,варительно целлулои_цные листы разрезают на четырехугольные или круглые заготовки. После.п.ние раз­ мягчают на горячих плитах. После того ког;.р целлулоид достаточно размягчился, его закла.п.ывают в форму и под­ вергают штампованию. При этом по.п. действием пуанеона размягченный целлулои_цный лист легко вытягивается и принимает желаемую форму. Получение штамповкой изделий с острыми углами затруднительно, поэтому штампованным целлулоидным изделиям всегда стараются при_цать конусность и округленные грани. МожRо одновременно штамповать несколько сложен­ ных вместе целлулоидных заготовок. Чтобы после.п.ние не слипались меж.сr.у собой, их пере.а. укла.а.кой в форму посыпают тальком. При изготовлении очень глубоких коробок шта~пова­ ние производят на специальных прессах, нижняя часть которых и матрицы погружены в горячую воду. Вытяги- 62
ванне материала в этом случ:ае происходит медленнее . Это пре_цохраняет от по;твления трещин . Штамповкой изготовляют также плоские изделия , например гребни . Обработка гребней резанием обходится дороже, но дает более качественную продукцию. Для штампования гребней применяют прессформу открытого типа, снабженную каналами для нагревания и охлаждения . Штамповка в горячей форме продолжается около сорока секунд, после чего прессформа охлаж _цается под дав"1ением . Полученные гребни требуют дополнительной зачистки и полировки, так ка к между их зубцами обра­ зуются 1 _пленки. Рис. 21 . Прессформа для прессдутья . Пресс дутье используется для получения полы х изделий и, в частности, целлулои_цных игрушек . Для такого рода из_целий применяют бронзовые прессформы открытого типа. Форма снабжается каналами для подвода . воз_цуха или пара для дутья . Иног.ца в •самых глубоких частях гнезда, в целях облегчения выхода воздуха из него, сверлятся тонкие отверстия . Сущность рассматриваемого мето_ца .такова: межд у половинками прессформы закладывают два целлулоидных листа, закрывают форму и нагревают ее до· температуры выше 100,,. Затем к каналу для дутья присоединяется • шланг, через один или несколько наконечнико в которого в_цувают водяной пар или воз_цух. Последние, попа,цая между листами термопласта, отжимают эти листы к верх­ ней и нижней частям гнезда формы. Под влиянием высокой температуры оба листа тер:v~опласта прочно свариваются межцу собой. После · этого прессформу охлаждают и выни­ мают готовое изделие (рис . 21). На одном из отечественных заводов процесс прессдутья 63
hроисхо_цит слецующ11м образом : нарезанные листы цел­ ~улоида сначала размягчают в горячей во.а.е, после чего закладывают в прессформу. По каналам ее пропускается пар давлением 3-4 атмосферы для обогревания. Как только листы целлулои_ца размягчились, меж_цу ними вставляется паровое сопло и по шлангу подается пар, имеющий то же давление. Пар отжимает листы целлуло­ ида к стенкам прессформы. Когда из_целие отформовано, каналы прессформы охлаж_цаются водой, а внутрь изде­ лий, вместо пара, по тому же шлангу пускается сжатый воздух. Давление в начале процесса должно лишь обеспечи­ вать герметичность частей прессформы. После первого цикла дутья оно доводится до нормального. Охлажденные в прессформе изделия вынимаются из нее, освобождаются от избытков материала и поступают на дальнейшую обработку. Весь этот процесс осуществ­ ляется в 3-5 минут. Дальнейшая обработка целлулои _п,­ ных изделий состоит из удаления заусенцев и окраски изделий. Последняя операция произво_цится при помощи цветных нитролаков. Мелкие детали раскрашиваются руч­ ной кисточкой. Фон и крупная раскраска выполняются при помощи пульверизатора, распыляющего цветной нитролак сжатым воздухом. Прецварительно на целлулоидные из_це­ лия на_цеваются шаблоны-маски, имеющие прорез в тех местах, которые должны быть окрашены. Для придания целлулоидным изделиям блеска они по­ мещаются в пары ацетона, уксусной кислоты или других• растворителей. Вместо вы_цувания изделий паром или воздухом, иногда применяют аммиачные соли, например, углекислый аммо­ ний, которые при высокой температуре разлагаются. Газо­ образные продукты разложения произво_цят такое же действие, как пар или воздух. С вар и ван и е. Полихлорвиниловые листы с большим трудом сое_циняются меж_цу собой и только при помощи о_цного типа !{лея на основе перхлорвиниловой смолы. После_цняя получается путем дополнительного хлорирова­ ния хлорвиниловой смолы. Эту смолу растворяют в дихлор­ этане, и полученный раствор применяют в качестве клея . Наиболее прочного сое_цинения хлорвинилового пласти­ ката,,_ достигают свариванием кусков. Этот процесс заклю­ чается в том, что края листов пласти!{ата нагревают до 64
плавления и затем соединяют их между собой. Нагрева­ ние пластиката производят электропаяльником с тонким ножеобразным наконечни~&ом. Температура после.цнего - 230-300°. При сваривании тонкого пластиката, для устра­ нения прилипания его к паяльнику, на сложенные кромки листов накладывают тонкую бумагу (например, пергамент). После этого перемещают паяльник вдоль r<ромки, несколь­ ко раз плотно прижимая его к материалу. В результате сваривания получается ровный и прочный шов. Более совершенный способ сваривания осуществляется при помощи сжатого воздуха, нагреваемого в специаль­ ных "электропистолетах" до температуры 290-250°. Выхо­ дящий из пистолета воздух имеет вид тонкой струи, сечение которой можно изменять, устанавливая головку пистолета в определенном положении. Тонкие листы пла­ стиката сваривают, пропуская их между узкими горячими металлическими валиками, сжимающими кромки материала. Для этой цели валики помещают в реконструированную швейную машину и обогревают их электричеством. Ско­ рость сваривания равняется 25 см в минуту при толщине пластиката 0,2-0,3 мм. При сваривании толстых листов пластиката их края срезают под углом, соединяют вместе, и в образовавшуюся канавку закладывают полихлорвини ­ ловую проволоку или жгуты. После этого производится сварка. Благодаря такому приему облегчается прогрев материала, и сварной шов получается более прочным. В последнее время для сваривания пластических масс рекомендуют применять токи высокой частоты, при помощи которых края листов пластиката хорошо и равно­ мерно размягчаются, облегчая протекание рассматривае­ мого процесса. Тонкие листы пластиката сшиваются также нитками. Эту работу выполняют на обычной швейной машине. Для лучшего скольжения в машине и для облег­ чения прохода иглы кромки пластиката предварительно смазывают минеральным маслом или припудривают тальком. 11. ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Литье пластических материалов под давлением осно­ вано- на принципе выдавливания в гнездо закры·той пресс­ формы через специальные литниковые каналы размягчен­ ной нагреванием массы. В холодной или даже специально ьхлаждаемой прессформе горячая масса быстро застывает и в виде готового изделия выталкивается из гнезда наружу. 5 Пд11стuчесю1е массы 65
Таким путем изготовляют тонкостенны е детали сложной конфигурации, а :гакже различные мелкие изделия, имею- щие бытовое или техническое применение . . Благодаря быстроте процеЕса литья под давлением при помощи одной прессформы, можно изготовить зна­ чительно большее количество изделий, чем методом обычного прессования . Ли 1 ьевой материал размягчается в машине, проходя через ее головку полностью нагревается и, входя в "1ит. I / 8 Рис . 22. Схема рабочей машины для · литья под давлением . никовый канал прессформы, обладает оптимальной вяз ­ костью и текучестью. Благодаря этому заполнение гнезда прессфор),,!:ы происходит очень быстро и без значительного сопротивления . В гнездо прессформы можно помещать тонкую металлическую или другую арматуру, которая будет хорошо за.1Iита размягченным пластиком без де- формаций и поломок . - . Схема рабочей части машины для литья по.ц давлением приве_цена на рис. 22. Материал из бункера 1 поступает в обогреваемый цилин.цр 2, откуда с помощью плунжера 9 через сопло б процавливается сквозь литниковый канал 4 в прессформу 5. Темпера_,т ура после_цней замеряется тер­ мопарой. Обогрев произвоцится элементами 3 и 8. Пере_ц загрузкой в машину рекомен.цуется проверить влажность материала, так как при увеличении после.цней выше нормы на из.целиях получаются пятна. Машины для литья под давлением строятся вертикаль0 ного и , главным образом , горизонтального типа. 66
Современные машины для литья под давлением · 110л­ ностью автоматизированы. Они являются наиболее слож­ ными агрегатами, применяемыми в произво.а.стве деталей и изделий пластических масс, и пре.а.ставляют собой соче- · тание двух частей: 1) устройства для выдавливания горя­ чего размягченного пластика через сопло в прессформу и 2) устройства для открывания, закрывания и герметизации прессформы. Работа этих •двух частей синхронизирована автоматикой. . . Устройство для вы.а.авливания размягченного пластика или, в сущности, машина для литья под давлением, в свою очере.а.ь, состоит из трех главных частей: 1) бункера с регулятором поцачи пластика в цилиндр машины; 2) обо­ греваемого цилин.а.ра с головкой и 3) плунжера, создаю­ щего давление. Кроме того, машина снабжается рядом регулирующих устройств. Точная по.а.ача материала в цилиндр представляет собою важный элемент нормальной работы машины. Питание цилин.и.ра произво.а.ится шнеком, приво.цимым в движение от сервомотора, снабженного электротормозом. Последний останавливает вращение шнека, как только регулятор выключает двигатель. , Другой, так называемый "гравитационный", мета.а.подачи материала в цилиндр осуществляется при помощи с:rециаль:­ ного .питательного" плунжера, приводимого в действие от рабочего плунжера. Величины хо.а.а после.а.него и пи­ тательного плунжера взаимосвязаны, всле.а.ствие чего автоматически регулируется подача материала в главный цилин.цр. В одних конструкциях машин цилиндры нагреваются ленточными электрическими спиралями; в других кон­ струкциях электрические элементы нагревают масло, цир­ кулирующее в рубашке цилиндра. Регулирование элементов автоматическое; как уже указывалось, пластик по.ц влия ­ нием высокой температуры размягчается и в таком виде при помощи плунжера выталкивается через сопло ·в пресс­ форму. В целях полного и равномерного нагревания материала, внутри цилин.а.ра, близ сошrа машины устанавли­ вается сердечник 7 обтекаемой формы (рис. 22) . Наличие сер,цечника облегчает нагревание материала, который вы­ нужден прохо цить по тоню1м каналам . За.а.няя часть главного цилин.цра обычно снабжается каналами для охлаждения материала .- Это необходимо 5* 67
для того, чтобы материал не· прилипал к плунжеру. В противном случае, при обратном ходе плунжера, ма­ териал также будет двигаться обратно, вследствие чего нарушится режим работы машины. Прессформа для литья под давлением (рис. 23) несколько отличается от форм, применяемых при прессовании. 4 б б Рис. 23. Прессформа для литья под давлением : 7 - сопло машины; 2- литниковый канал; 3 - отлитые изде.~ия; 4.- шпильки выталкивателя; 5 - пружины выталкивателя; б - 1,аналы для охлаждения. Движение устройства для установки прессформы в ра­ бочее положение, т. е. подвод прессформы к соплу машины, зажатие ее и затем раскрытие осуществляются при помощи плунжера, приводимого в движение гидравлическим или рычажным механизмом. На ря:це машин ход плунжера для подвижной плиты прессформы можно •менять в зависимости от размеров после_цней. Это устройство позволяет ускорять цикл. Некоторые типы машин снабжены приспособ.rrением 68
цля изменения скорости смыкания частей прессформы; оно автоматически заме_цляет скорость движения подвижной плиты прессформы перед тем, как обе половинки послед­ ней смыкаются. Это мероприятие исключает возможность удара в момент смыкания. В качестве рабочей жидкости применяют масло, кото­ рое нагнетается в гидравлические цилин.п.ры при помощи насоса с радиально расположенными поршнями. После установления опре_целенного давления в соеди­ НеJiных половинках прессформы хо.п. поршней уменьшается настолько, чтобы произво.п.ительности насоса было доста­ точно лишь для поддержания необходимого давления. Поворотом маховичка можно регулировать силу зажима прессформы. • Машины другого типа имеют ротационные лопастные насосы. После_цние ставятся в тех случаях, когда подвиж­ ная плита прессформы работает при помощи рычажного механизма. Гидравлическое давление в данном случае используется JIИшь для того, чтобы поддерживать рычажный механизм и прессформу в закрытом положении ) Ниже приводятся характеристики некоторых машин для литья под давлением, имеющихся на нашцх , заводах (табл. 13). Кроме машин обычного типа, для · изготовления особо крупных деталей (например, автомобильного штурвала, рамки размером 300 Х 900 мм и др.) применщот сuареюще машины, работающие с двух сторон на одну прессформу с весом отливки до 1000 г. Для изготовления мелких изделий в некоторых мастер­ ских используются упрощенные машины, приводимые в движение вручную при помощи рычага или винта со штурвалом. Имеются машины вертикального типа, в ко­ торых питательный плунжер работает пневматически, а подъем и опускание прессформы производятся при помощи винта и конических шестерен, приводимых в движение от штурвала вручную. Обычно для литья под давлением применяются •шrа­ стические массы, приготовленные на основе эфиров цел­ люлозы и, в частности, ацетилцеллюлозы (ацетилцеллю­ лозный этрол) или на основе полистирола, винилитов и акрилатов. Литье акрилатов затруднено их высокой Еязкосп1ю в раз!',iягченном состоянии. 59
Таблиц а 13 Эксплоатационные характеристики литьевых машин Элементы характеристики Максимальный вес лито1·0 изде­ лия,вг..... Загруз1са пита­ тел ьно1·0 бункера, ВКГ•, ...•. Скорость плун­ жера, в см/мин. . Ма1:симальное давление в цилин- 200-Н-9 280 дре, в кг,'см2• • • 1400 Сила сдавлива- ния прессфорыы, вт....... 200 Мощность элек­ тродвигателя для насоса, в л. с .. Максимальный раствор прессфор- мы,ВСМ , •• • 45 Ход плунжера, в см...... . Принцип смыка­ ния частей пресс- Тип машины РМ-8 10-Д-8 Тип 8 250 250 250 18 22 25 330-450 300 380 1400 1400 1400 400 200 200 20 20 25 38 39 38 25 •25 23 формы.... • . гидравличе- гидроме:rа- гидроме:rа- гидроме:rа- Метод обогрева­ ния рабочего ци- ский нический нический нический линдра••... горячее мае- электриче- электриче- электриче- ло ское сопро- ское или ин- ское сопро- тивление дукционное тивление сопротивле- ние 1 В после_цние годы для литья по_ц давлением начали применять найлон (полиамид), сараи (поливинилиденхло~ рид) и др. Режимы литья по.п: давлением некоторых термопла­ стиков приве_цены в табл. 14 Процесс литья по_ц давлением во многом зависит от соблюдения соответствующей температуры прессформы и от рационального размещения литниковых каналов, подводящих материал в ее гнезда. При неправильном 70
Режимы литья под давлением Наименование пластика Ацетилцеллюлоза Ацетобутират целлюлозы. Метилметакрилат . . • . . Полистирол . . .•. . Сополимер хлористого винила и винилацетата .•.. .• Температура пере­ работки, в •с (температура цилиндра) 155-230 150-200 160-230 150-260 135-160 Таблица 14 Удельное давление (в цилиндре) при литье, в кг/см~ 200-2000 . 200-2000 800-2000 200-1000 150-1500 истечении материал'а некоторые гнезда прессформы могут заполниться не полностью, что, в конечном итоге, све­ дется к уменьшению производительности машины. Сле­ дует отметить, что бракованные детали могут быть раз­ молоты и пущены в производство вместе с новыми порциями материала. На рис. 24 (стр. 72) приве.п.ены некоторые схемы рас­ положения из_целий, литников и литниковых каналов. . В настоящее время литьем по.ц давлением перерабаты­ вают не только термопластичные материалы, но и термо­ реактивные. Литье реактопластов, так же как и литье термопластов, является наиболее выrо_цным при изгото­ влении небольших из_целий.- Так как максимальный вес отливки обычных литьевых машин не превышает 2.S0- 500 r, то для изготовления более крупных изделий реко­ мендуется применять мето_цы прессован!jя или пресслитья. Почти все обычные литчевые машины для термопластов могут быть переоборудованы для реактопластов. В по­ следнем случае в головке машины отсутстf!ует сердечник 7 (рис. 22). Материал проталкивается к пере_цней части цилиндра плунжером. В этом месте полость нагревателя сужается в сопло, ведущее к литнику. Сопло окружено несколькими нагревателями, периодически включаемыми в сеть. Скорость течения · материала через сопло рассчи­ тывается таким образом, чтобы материал на своем пути успевал полностью нагреться до температуры литья. При прохождении через этот участок высою1х темпе­ ратур, материал прогревается в достаточной степени для отверждения его в прессформе. После отливки изделий сопло охлаждается водой. Одновременно. с пуском охла- 71
ждения прекращается давление на материал, чтобы воспре­ пятствовать преждевременному отверждению материала в сопле . Плунжер машины снабжен водяным охлаждением. Питательный цилиндр также охлаждается . Это делается с целью .предупреждения. преждевременного отверждения з з г 3 PF,c. 24 . Схемы расположения изде ,1ий, литников и литниковых каналов: с:::_ __~:::-:-,литник; 12, - литниковые каналы; з:- отлитые изделия, материала, а также для того, чтобы при- расширении от нагревания плунжер "не заедал" , так как он весьма точно подгоняется к стенкам цилиндра. ',. : Литьевой плунжер и цилиндр машины должны быть сконструированы так, чтобы частицы материала не мог ли попасть в зазор между плунжером и стенкой цилиндра. Это может вызвать заклинивание плунжера. В целях обеспечения полного отверждения материала прессформу на гревают до высокой температуры . : При конструировании прессформы сле. и.ует обращать внимание на _ конфигу_рацию и размеры литниковых кан~лов . 72
После_цнима определяется не только турбулентный ха-­ рактер потока материала, но и полнота заполнения гнезда прессформы, а также успешность удаления летучих. Прес­ совочный материал должен содержать в себе смазочные вещества, обеспечивающие его хорошую текучесть. Для этой цели применяется стеарат цинка. 12, МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗАНИЕМ Механическая переработка пластических масс, связан­ ная со снятием стружки, т. е. точением, фрезерованием, сверлением и т. п., мало эффективна, требует значитель­ ной. затраты квалифищrрованной рабочей силы и сопро­ вождается получением неиспользуемых отходов. Прессованные или литые изделия из пластиков подвер­ гаются механической обработке резанием только для уничтожения •заусенцев и сверления глубоких отверстий малого диаметра, которые трудно получить прессованием. Всех других операций механической обработки резанием следует, по возможности, избегать, так как при этом снимается тонкая поверхностная смоляная 'пленка, обла­ даiощая блеском и высокой химической и электрической устойчивостью. Места, подвергнутые механической . обра­ ботке, тrебуют дополнительно полировки, но даже при осуществлении последней они имеют худший вид, чем отпрессованные. К механической обработке приходится прибегать в слу­ чае необходимости изготовления незначительного l{ОЛИ-_ чества однотипных детадей, не окупающих стоимо<.ти прессформы. Другим примером служит нарезание зубцов на заго­ товках шестерен. Эта операция не производится прес­ сованием всле_цствие трудности получения точного про­ филя зуба и достаточной прочности его. Наиболее часто механической обработке подвергаются изделия из слоистых пластиков, как например детали подшипников, бее:шумные шестерни, электрические распре­ делительные щиты и панели и т. п. Обработка пластиков на станках требует соблюдения ря_ца специальных правил. Низкая теплопроводность, вязкость, неоднородность состава и смолистость при­ водят к ·очень быстрому затуплению режущего _ инстру­ мента. Последнее, в свою очередь, вызывает расслаивание 7q
nластика, выкрашивание и ожоги · его поверхности. Обработка пластиков сопровождается выделением боль­ шого количества пыли, которая способствует преж_це­ временному износу трущихся частей станка. Поэтому помещение должно быть оборудовано местной вытяжной вентиляцией. Резание, как правило, произво_цится инструментами из быстрорежущей стали или оснащенными пластинками из твердых сплавов. Смазочно-охлаждающие жидкости не применяются. Возможно только охлаждение сжатым воздухом. Ориентировочные режимы резания пластиков и реко­ мендуемая геометрия инструментов приведены в табл. 15 и 16. Таблиц а 15 Ориентировочные режимы резания при обработке заготовок Метод обработки Точение . . Фрезерование Сверление . .' . Резка из прессовочных порошков 1 Элеl{енты режима резания скорость рез~- 1 подача, ния, в м/мин. в мм/об. 30-50 0,3-0,5 30-40 0,1-0,2 40-80 0,1-0,2 30-60 0,1-0,2 60-100 0,2-0,4 1200-1800 Ручная Характеристика инструмента Резец из быстроре­ жущей стали Задний у1·ол: 12-15° Фреза из быстро­ режущей ста.щ Фреза с пластннками из твердых сплавов Спиральное сверло из быстрорежущей стали. У1·ол заточки: 85-90° Спиральное или пе­ рово.: сверло с пла­ стинками из твердых сплавов. У1·ол заточки: 45-90°. Задний угол: 30° Ленточная пила; ши­ рина полотна от 6 до 37 мм Толщина полотна: до 1 мм. Число зубьев; 5-6 на l". Ра;iВОд: 0,3-0,4 мм на сторону 1 Фенопластов и аминопластов. 74
Таблица 1 Ориентировочные режимы резания при обработке слоистых пластиков Характеристиь:а инструмента Геометрия режущего инструыента угол за­ острения, в град. Точение Элементы режима резания подача, в мм/об. . Резец из бы­ строрежущей стали.....10-15 Резец с пла- стинкой из твер - дого сплава . . 12 -20 65-80 40-60 0-10180-90 50-120 0-30 !60-90 100-300 0,15-0,5 0,30-0,70 Фреза из бы­ строрежущей Фрезерование стали 10-15 65-78 8-10 80-90 40- 60 0,2-0,8 Фреза с пла­ стинками из твердых спла- вов 10-15 65-78 8-10 80-90 60-120 0,5-1,О Фреза с пла­ стЩJками ИЗ твердых спла- вов или хроми­ рованная ... Спиральное свер.10 из бы­ строрежущей стали 10-15 65-78 8-10 80-90 Сверление Угол заточки 1 55-70° Угол заточ1ш з 100-130° 1 При сверлении перпендикулярно слоs~м. 1 При сверлении параллельно слоям. 80-120 0,3-0,8 20-40 0,2-0,4 1 20-40 0,1-0,2 2 75
Следует отметить, что при сверлении в пластиках отверстий, параллельных слоям, материал необходимо зажимать в тиски или струбцины. Это предохраняет материал от раскалывания . Резка плит и досок из слои­ стых пластиков , а также обрезка их краев производятся при помощи ленточных и дисковых пил. Ленточные пилы приго_цны для резания толстых плит. Число их зубцов - 4-+- 7 на каждые 25 мм длины пилы. Развод зубцов должен равняться двойной толщине по­ лотна. Скорость резания составляет 1000-2400 м/мин. Пор.ача ручная. Ленточные пилы с большим разво,цом соз,цают при обрезке рифленые поверхности, требующие дополнительной обработки . Дисковые пилы применяют для разрезки плит толщи- , ной до 30-40 мм. Пилы изготовляются из быстрорежущей стали .и должны иметь хорошо заточенные неразведенные зубцьt. Обрез получается тем глаже, чем меньше высту­ пает диск пилы из материала; это, однако, ведет к более быстрому затуплению пилы. Диск пилы утолщается от центра к периферии. Обычно конусность составляет 100/о от толщины диска. Наиболее' употребительны пилы диа­ метром 250-350 мм, толщиною 2-5 мм, с шагом зубца 5+8 мм. Скорость резания пилами~ 2400+3400 м,'мин. Н~резку резьбы в слоистых пластиках целесообразно производить только в направлении, перпендикулярном слоям. Для нарезки используются метчики. Наружная резьба нарезается на винторезном станке. В последнее время для обработки пластиков начали с успехом приме­ нять абразивные инструменты.
Глава III ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС . От деталей ответственных машин и приборов до предметов быта (одежда, обувь, пуговицы, патефонные п ластинки и т д.)- вот области применения пластиче­ ских масс. Это наглядно иллюстрируется данными, приведенными в приложении I, в которой одновременно указаны состав и методы переработки пластиков в изделия . • Основными отраслями применения пластических масс являются: 1) приборостроение и машиностроение; 2) электротехника сильных и слабых токов, в том числе~ кабельная техник~ 3) строительная индустрия. Ниже приво.цятся отдельные примеры использования пластиков в этих отраслях промышленности. 13, ПЛАСТИЧЕСНИЕ МАССЫ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ И В МАШИ• НОСТРОЕНИИ Приборы характеризуются наличием значительного числа однотипных и мелких деталей, в большинстве ·случаев не несущих высоких механических нагрузок. Эта особенность предопре_целяет широкое применение пластиков, перерабатываемых в детали прессованием н литьем по_ц давлением. Путем сравнения свойств и выбором нqиболее эффек­ тивного мето.ца переработки можно решить вопрос о це-:­ лесообразности применения пластиков для определенных целей. В кл ады ш и под ш·и пни к о в. Пластические массы 77
inйpdI<o используются в ~<ачестве антифрикционных ма­ териалов в по.а:шипниках скольжения, заменяя бронзу, баббит и другие сплавы цветных ' металлов , а также им- портную древесину- бакз.ут. • -- 9,о 8.о 7,0 ~ б,О -- -- 5.0 ~чО ~- 3,5 ~ J,O ~ 2,5 ~ 2,0 ~ 1,5 ;!;:,,, 1 ,0 ~ 0.8 с:, О.б .... 8oi!a Машинное " Густаi\масло \ \ 1 ' , ..... &...., .. . 1"-,. о~ ... ._. ., '~~ 1-.., 1,% ,..... _ \ <?-9 i'- <;;,, ' i..... '1.. <?...,,-1 -, r-. .. "' Q- .... r......... '11. .. r--- . .. ' ' ... ' ~смазн:. 2S, 11 О,ч о, 1 О2чб8!О !5202530 4050607080100f?0150 ?00250 350lt0O У!Jельное i!а!Jление, kг/см 2 Рис. 25. Области применения различных смазок для вкладышей из слоистых пластиков. Обычно для рассматриваемой цели применяют слои­ стые фенопласты: текстолит и древесные пластики. Осо­ бенностью вкладышей по.а.шипников , изготовленных из пластиков, является то, что они работают без п р име­ нения специальных смазочных веществ , но требуют хо­ рошего охлаждения- трущихся поверхностей 130.а;ой . По­ этому вкладыши из пластиков ставятся, главным обра ­ зом , в тех случаях, когда к трущимся поверхностям мо­ жет быть подведена вода. Допустима такж~ смазка жид­ ким маслом при хорошей циркуляции последнего . На рис. 25 покз.заны области применения различных смазок для вкла_а;ышей из слоистых пластиков. Как видно из • рисунка, ,,сухое" трение может быть допущено лишь при очень малых нагрузках, когда все выделяемое те п ло трения отво. rщтся валом. Для облегчения трения в "су­ хом" состоянии в состав пластиков вво дят г·рафит . Применение консистентных смазочных веществ поз" 78
вол.яёт работать при несколь~о более высоюiх нагруз~ ках. Сле.цует учитывать, что густая смазка уменьшает трение, но не способствует отво,1.r,у тепла. , Значительные нагрузки и высокие скорости вызы­ вают необходимость в интенсивном охлаждении вкла­ дышей водой. При очень больших нагрузках (более 200 кг.'см 2) или при высоких скоростях (более 5 м/сек.) некоторые авторы рекомендуют добавлять к воде жировую смазку, не смы- . вающуюся водой. Расход воды для охлаждения может быть охаракте­ ризован данными табл. 17. Таблица 17 Расход воды на охлаждение вь:ладышей под• ,,,. шипниь:ов из слоистых пластиков 1 Удельное давление на подшипники, в кr/см 2 15 20.....: . 40 80-150 Удельный расход воды, л/см~ . в мин. 0,01 0,02-0,05 0,1 -0,15 Температура на поверхности вкладышей при экспло­ атации не должна превышать 70°. Более высокие темпе­ ратуры вызывают медленное разрушение пластика. Поведение пластиков при трении характеризуется следующим: 1) при водяной смазке и увеличении окруж­ ной скорости коэффициент трения ме.цленно падает или остается постоянным для скоростей выше 45 м/мин.; 2) при смазке ма:::лом коэффициент трения выше, чем при смазке ВОДОЙ (табл. 18). Таблиц а 18 Нозффнцие:1ты трения пласти• чесних масс Окружная КоЕ ффициент тре- ния при смазке скорость ва- 1 ла, в м/мин. водой маслом 30 0,024 1 0,16 152 0,013 1 0;16 1 Применительно к подшипникам прокатных станов. 79
Коэффициент трения при водяной смазке может быть снижен до величины 0,004. Одной из существенных особенностей по.цшипников из пластических масс является их низкая теплопрово . ц­ ность, колеблющаяся в пределах от 0,13 до 0,30 ккал/м •час на 1° С. Она в среднем в 500 раз меньше теплопроводно­ сти металла. Как следствие, теплота трения не может отводиться через те.~о подшипника и должна быть по­ глощена при помощи обильного охлаждения трущихся поверхностей водой. Металлическая шейка вала нагре­ вается и расширяется быстрее, чем вкладыши, поэтому зазор между ними уменьшается. В результате может возникнуть явление заедания вала. Изложенное должно учитываться при проектировании рассматриваемого сопряжения. Принято считать, что за­ зор должен составлять 0,33⁄4 от диаметра шейки вала. Особенно эффективно применение подшипников из пластиков в прокатных станах. Доказано, что в этом случае рассматриваемые подшипники в 3-6 раз долго­ вечнее, чем бронзовые, к тому же на 15-20% сни­ жается расход электроэнергии. Вкладыши могут изготовляться цельнопрессованными или составными из отдельных брусков, собранных в ме­ таллические кассеты. 1 В промышленности пре,цпочитают пользоваться вторым способом, так как при этом не тре­ буются прессформы. Из плит слоистых пластиков бруски вырезаются с уче­ т·ом конструкции пли 1 ы (табл. 12) и необходимого рас­ положения слоев во вкладыше (рис. 26). Рекомендуется вкладыши размещать tаким образом, чтобы они распола­ гались "торцом" к шейке вала, а направление их слоев было параллельно оси вала. Слоистые пластики поглощают воду и разбухают в направлении, обратном прессованию, на величину, соста­ вляющую для лигнофоля 18-20% от линейных размеров. Если вкладыши из древесных пластиков 'сжаты в кассете, то при разбухании они давят на стенки последней с си­ лой до 100 кг /см 2 • Поэтому 1<ассета должна обладать соответствующей прочностью. 1 Подробнее см. в книrе Я. С. Га-ллай и Н. м. Филиппоiа, Лигнофолевые и лиrностоновые подшипники, 1946 . во
Весьма существенньiм элементом является угол ох­ вата вала вкладышем. При общем угле охвата в 180° ра­ бочий угол, в пре_;:r,елах которого вал непосредственно соприкасается с подшипником, рекомендуется выполнять - .. _____ ,' ," ...... " '• / \~Шеина бала L -+·-\ ' . \ j \ Рис. 26. Расположение слоев пластика при наборе=вкладыща из брус1:ов. _ в 120-140°. Для этого часть боковой поверхности вкла­ дыша (у краев) снимается на станке или шабером. Тем самым обеспечивается лучшая_.}подача воды к трущимся поверхностям. - Вопрос о целесообразности нанесения смазочных ка­ навок . на поверхность вклацыша еще недостаточно изучен. · 6 Пластические массы 81
iio мнению некоторых исслецователеft, канаtзки оолеr­ чают циркуляцию во_цы. Большинство специалистов вы­ сказывается против применения смазочных канавок , так как они нарушают "смазочную пленку" . Рабочие поверхности шее к и цапф валов должны быть отполированы . Различные зациры, забоины, сле_ц ы / '1 1, I; ~''- ,,, " • ''"~ ржавчины и т . п. не допу­ скаются. При наличии таких дефектов неровная поверх ­ ность вала будет разрушать поверхностные слои пластика. Подво ц во_цы к вкладышам открытого типа, например в прокатных станах, щ:оизво ­ дится с помощью брызгальных трубок, установленных с од­ ной или двух сторон шейки вала . Ординарная трубка обычно устанавливается со сто­ роны входа вала в подшип­ ник таким образом, чтобы струя воды попадала в зазор Рис . 27 . Схема охлажденин н:.щ- между ними (рис . 27). Как это было указано, для улучшения условий попа_цания воды на поверхность _ вкладыша, у по­ следнего должны быть сняты шипника : 1 - брызгальная трубка; 2- ли ­ ния наибольшего износа вкла­ дыша . фаски. Антифрикционные пластики успешно используются для замены иr:шортного дерева (бакаута) при изготовле­ нии вкладышей по.цшипников гребных валов судов раз­ люшого назначения . Вкладыши собираются из брусков ело.истых пласти­ ков , также располагаемых торцом к поверхности трения . При большой длине дейдвудных труб бруски укла­ дываются в несколько рядов встык. Набор брусков дл'я нижней части подшипника произ­ водится двояко, а именно: в ви_це сплошной дуги без промежутков или с оставлением з азоров между от.цель­ ными брусками . Сбоку и в верхней части подшипника бруски в обоих случаях собираются с зазорами. После[!,ние, так же как и канавки в нижней части вкла_цыша, имеют целью обеспечить лучший _!Iодвод воды к трущимся 82
поверхностям, а также служат для удале!-iй.Я частиц песка, попа_а,ающих в подшипник на мелководье. Наиболее часто для вкла_а,ышей применяют текстолит и лиrнофоль. Текстолит изrотоf!ляется на основе тяже­ лых ИiIИ средних тканей (.цук, бязь и т.. п). Со,а,ержание смолы в текстолитё ~колеблется от 40 до 55°fo; желательно иметь материал с наименьшим количеством смолы. При пропитке тканей фенольными смолами в раствор может быть добавлен коллоидный графит, уменьшающий коэф­ фициент трения по.а,шипников. Иноr.а,а, вместо текстолита, особенно для мелких под­ шипников, прессуемых непосредственно в прессформах, применяют волокнит. Если необходш11.о изготовить вкла­ дыши больших размеров, но малой толщины, производят прессование изогнутых пластин из текстолита, при по- ложении слоев "плашмя". ,. Некоторые специальные типы вкла,а,ышей изготовляют из стеклотекстолита. Слоистые древесные пластики дешевле текстолита, поэтому они начинают широко применяться для изгото­ вления поцшипников. Текстолит _ может быть ·рекомен.цо­ ван как материал лишь ддя особо ответственных вкла­ дышей, так как ткань изготовляется по точным техни­ ческим условиям , в то время как качество древесного шпона может колебаться в сравнительно широких пре­ делах. Толщина шпона для изготовления пластика ко­ леблется от 0,3 до 1 мм. Наиболее . часто используется шпон толщиной 0,55 + 0,05 мм. Применять шпон толще одного миллиметра не рекомендуется. Как показади исследования . инж. М. А. Рудык, опти­ мальное содержание искусственной смолы в с\_Нтифрикци­ онных слоистых древесных пластиках должно соответ­ ствовать 20%. Как указывалось выше (табл. 12), древес­ ные слоистые пластики в зависимости от расположения волокон раза,едяются на четыре типа. Еще не установлено точно, какой из этих типов наибодее пригоден для изго­ товления антифрикционных деталей. Наиболее часто для этих целей пользуются марками ДСП-А и ДСП-С. Шесте р н и из пластических масс обладают бесшумным ходом и поэтому широко применяются в машинострое­ нии, особенно для пере_цачи высоких скоростей·. В качестве материала для изготовления шестерен наи~ 83
более часто используются слоистые пластики (текстолит, лигнофол-ь и др.) . Рассматриваемые шестерни изготовляются из: 1) цилиндрических болванок, отпрессованных в пресс­ формах или вырезанных из плит, и 2) профильных заготовок, отпрессованных в специаль­ ных прессформах. Зубцы, как правило, нарезаются на фрезерных или зуборезных станках. Изготовление цельнопрессованных зубцов еще не освоено техникой. При прессовании зуб­ цов прочность последних получается ниже, чем нарезан­ ных, всле_цствие трудности укла_цки в прессформу проч­ ного слоистого материала. Обычно при прессовании к периферии шестерни оттесняется смола, обрывки воло- • кон и т. п,; поэтому прочность зубцов получается зани­ женной:. Кроме того, вследствие усадки изменяется шаг зубцов. Шестерни из болванок часто зажимают между стальс ными боковыми шайбами, обеспечивающими жесткость крепления шестерни на валу. Шайбы связываются при помощи болтов, пропускаемых через тело шестерни. Профильные заготовки шестерен обычно снабжаются металлическими втулками, которые запрессовываются в их тело . Изготовление шестерен этого типа произво­ дится сле,цующим образом: 1) из текстолита или лигно­ фоля вырубают выкройки обода шест~рни в виде сег­ ментов или лент; 2) выкройки собираются в заготовку; 3) из обрезков слоистых пластиков или из • волокнита изготовляют ступицу; 4) для связи частей шестерни за­ готовка покрывается с торцов и проj<ладывается шай­ бами, вырезанными из одного слоя пластика; 5) собран­ ная заготовка таблетируется и прессуется в прессформе, в которую закладывается металлическая втулка, снаб­ женная шпоночной канавкой, иногда после этого заго­ товки провариваются в масле в целях полной полимери ­ зации искусственной смолы; 6) производится нарезание зубцов. Расчет шестерен из пластиков на механическую проч­ ность выполняется по известным формулам . При невысоких скоростях прочность шестерен из пластиков и чугуна приблизительно равна. При высоких окружных скоро­ стях, превышающих 800 м/мин . , прочность шестерен из 84
пластиков становится равной прочности стальных ше- стерен. . В табл. 19 приведены данные, характеризующие эксплоа­ тационные возможности шестерен из пластических масс. Таблица 19 Ориентировочная зависимость модуля от окружной сr<орости шестерни и передаваемой ею мощности Передаваемая мощность, вл.с. ДО 1,0 1,0- 2,0 2,0- 3,0 3,0- 7,5 7,5- 10 10-15 15-25 25-60 60 -: -100 Окружная скорость, в м/сек. до 5,1 5,1-10,2 1 выше 10,2 3,2- 2,6 3,6- 3,2 4,2- 3,6 5,1- 4,2 6,4~ 5,1 8,6- 6,4 10,'2- 8,6 12,7-10,2 14,6-12,7 2,6- 2,1 3,2- 2,6 3,6 - 3,2 4,2- 3,6 5,1- 4,2 6,4- 5,1 8,6- 6,4 10,2- 8,6 12,7-10,2 2,1-1,6 2,6-2,1 3,2-2,6 3,6-3,2 4,2-3,6 5,1-4,2 6,4-5,1 8,6-6,4 20,2-8,6 Допускаемы!\ крутящий момент в завцсимостл от модуля Модуль, в мм I Крутящий мо- 1 Модуль, в мм I Крутящий мо- мент, в кГм мент, в кГм 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 0,14- 0,25 0,25-0,50 0,50-1,1 1,1 -2,0 2,0 -4,0 4,0 -6,5 6,5 9,0 10,0 13,0 16,0 26,О 6,5 - 13,6 13,G2- 27,2 27,2 - 67,2 67,2 -122,4 122,4 -244,8 244,8 -477,О 14, ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ В ЭЛЕI<ТРОТЕХНИКЕ СЛАБЫХ И СИЛЬНЫХ TOIIOB В электротехнической промышленности пластики ши­ роко используются для изготовления: 1) деталей машин, приборов и аппаратов, включая корпусы разноо бра зны х устройств телефонии , телемеха­ ники, сигнализации и т. п.; 2) установочной и осветительной аппаратуры; 3) электроизо,1яции машин , аппаратов, кабелей и про- 13одбвj - '"
4) оболочек кабелей и проводов. Для изготовления корпусов обычно применяют порош­ ки фенопластов, а иногда аминопластов. Прессование производится в прессформах, как это обычно делае'Тся при изготовлении различных деталей. •В тех случаях, когда требуется повышенная прочность, применяют волокнит или текстолитовую крошку. Корпусы из пластиков дешевле аналогичных де1:алей, изготовлен­ ных штамповкой из черного металла или латуни, с по­ следующей окраской различными составами. Телефонные аппараты в настоящее время выполняются целиком из пластиков. Корпусы черного цвета прессуются из порошков фенсiпластов; другие окраски обеспечиваются применением соответствуюI:р,ИХ аминопластов. Особенно эффектны белые телефонные аппараты или цвета сл:::.но­ вой КОСТИ . Отдельные размеры ряда деталей должны быть точно вы_цержаны, так как в противном случае включение детали в цепь будет происходить 'неправильно. Для изготовления таких деталей применяют подсушенные материа,11ы высо­ кого качества, обла_цающие минимальной усадкой, т. е. 0,5-0,6°;0 от линейных размеров . Различные типы электроосветительной арматуры также изготовляются из пластических масс . Настольные лампы выполняются большей частью из цветных аминопластов . Для абажуров, плафонов, бра и т. д. применяют полупрозрачные молочнобелые амино­ пласты или с добавлением других- цветов, образующи~ мраморные прожилки в из_целии (рис. 28) . При ПО)\ЮЩИ аминопластов у дается достичь художе­ ственных имитаций оникса, опала и других ценных мине- • ралов. Если при этом учесть, что аминоплаиы просвечи­ вают, то следует признать, что применение этих пластиков в приборах освещения очень эффектно . В настоящее время почти вся установочная арматура электроосвещения (выключатели, штепсельные розетки и вилки и др.) изготовляется из пластических масс. В качестве электроизоляционных . деталей применяют различные типы пластиков; сле .цует наблюдать за тем. ­ чтобы они содержали минимальное количество влаги. Для изготовления электроизоляционных деталей река• мендуется пользоваться карболитом марки К-21-22. 86
\ Fис, 28. Абажуры из аминопластов длн электрически11; ламп ,
'~ . Уде Пог 4 н Ма в м с .Эле п Диэ ц Таи с Уде т Свойства IЬНЫЙ вес . . . . .. ~ лощение воды после часов пребывания в Й,ВО/о,,•• . • • , симальная температура ос, не влияющая за.:, ~тно на механические :ойства........ ,трическая прочность 1И::.0°с.вкв/мм . . . . 1ектрический коэффи- 1ентпри20°С. . . . . •енс угла диэлектриче- :их: потерь при 20° С . . 1ьное объемное сопро- вление, в ом-см ... Таблиц а 20 Влияние наполнителя на свойства фенопластов Типы пласткч.ески:х: масс -- чистая фенол- смола смола с . мине- смола смола формаль- с древесной ральным на- дегидная с бумагой с полотном смола мукой полнителем . 1,3 1,3-1,5 1,8-2,О - 1,2-=1,4 1,3-1,4 0,5-0,10 0,2-0,7 Ю,10-0,15 0,2-4 " 0,2---,- -2 100.:. _ 130 110-130 150 110-130 110-125 12- 18 12- 20 10-16 20- 50 8- 24 - 4-8 4,5-6 4,5-6 4,5-6 0,005-0,08 0,02-0,15 0,10-0,15 0,02-0,12 0,02-0,15 - - 1010_1012 109-1011 1010_1012 1010-1011
Примерный состав его следующий: фенолальдеrидной резальной смолы уротропина........ мумии (влажностью до 2°/о) олеиновой кислоты древесной муки . . В качестве наполнителя при изготовлении порошков используется древесная мука, добавление которой не снижает электрической прочности пластика, в отJ1ичие " от минеральных наполнителей-. Водопоглощаемость пла­ стиков при вве_Qении разных наполнителей обычно увели­ _ чивается . Также возрастают диэлектрические потери. Волокнистые текстильные наполнители, особенно ткань, сообщают пластическим массам меньшую электрическую прочность, чем наполнители из бумаги. Стеклянное волокно сообщает пластику высокие диэлектрические свойства. В табл. 20 показано влияние на,полнителей на свойства фенопластов (по данным ВЭИ). Ниже приводится сравнение диэлектрических свойств прессовочных порошков К-18-2 и К-21-22 (табл. 21). 1 Прессовочные материалы на основе аминопластов обла­ дают высоким сопротивлением воз.Qействию поверхно­ стных электрических разрядов. Последние действуют на Таблиц а 21 Диэлектрические свойства прессовочных порошков 1 Водопо- Свойства rлощае- о. Удельное сбъемное Тангенс Пробивная "' мость ;;, сопротивление, угла по- прочность, Марка в о;о через "' В ОМ·СМ ____::_ер~ в кв/мм :,: 6 J,tOJ 6''QJ ' со:3~ ..с~ :,,:оg "':о,а:о пластика ,_u ... о:: ;; о:: :,,\О о .... :,,\О о "' U-- "' со\О"" соQJ "" "' о:: соQJ"" "' u о;:;; :s: :s: ..,.~"" :s: :,: ..,. а."" :s: :s: ..,. О.111 u "' :,: u :,: :,: QJ i:: с,: QJ :,: QJ i:: с,: "' :,, :,, -- QJ QJ QJ i:: с,: QJ ,., ~~ :,, о~~~ ~ :,: ~~~ :s: ~ :s: ..,. а.- u 111 u"":,: u"" u"":,: u"" u "":,: ..,. ..,. t::"" оо оо"' 00-:,о"'Оо оо"' N - i:: ,_ i:: u"" i:: ,_ 1::U111 i::,_ 1:: U 111 К-18-22 0,12 0,40 5-G 1,74-1012 2,39-1011 10,20 0,31 14 13 К-21-22 0,09 0,30 5-6 • 3,2.1012 2,8· 10 12 10,07 0,10 15-18 15 -18 ......... 1.i~ _~ \_ 1 К. А. Анд р и · а·н•о в, Технология органических элеJСтроизоли­ рующих материалов , Госхимиздат , 1941 .
фенопласты, образуя токопрово_цящие, обугленные мо­ стики. Аминопласты этим недостатком не обладают. При действии электрической дуги они выделяют газы, спо­ собные гасить дугу, почему и применяются для изгото­ вления сухих электрических прецохранителей. Высокими диэлектрическими свойствами обла_цают анилиноформаль_цеrи цные пластики, не со_цержащие кисло­ рода; процесс их конденсации происхо_цит без вы.целения воды, которая снижает диэлектрические свойства других видов пластиков. В качестве клеящих материалов, при изготовлении изоляции на основе слю_цы (миканит, микофолий), при­ меняют алкидные (глифталевые) пластики. В этом отно­ шении они заменяют импортную тропическую смолу - шеллак. В силовых трансформаторах высокого напряжения, масляных выключателях, рентгеновских установках ши­ роко используется слоистая изоляция на основе суль­ фатной бумаги, пропитанной фенолаль_цегицной смолой . Прессованные из такого материала доски и плиты, назы­ ваемые r е т и на к с, обла_цают высокой электрической про -шостью и низкими диэлектрическими потерями. Из пропитанной фенопластами бумаги изготовляют намо­ точные слоистые электроизоляционные из_целия в виде цилиндров и трубо,к. Это производится на специальных станках путем намотки полотнищ, пропитанных- фенольной смолой, на оправку соответствующего диаметра при повы­ шенных температуре и давлении. Электрическая прочность . намотанных цилин цров равняется 12-20 кв/мм. Тангенс yrла потерь - 0,007-0,02. Потребность в повышении мощности электрических ~ машин и аппаратов без увеличения их габаритов и веса вызвала необхо.цимость увеличения их эксплоатационных температур. Однако повышение температур ограничива­ лось низкой теплостойкостью электроизоляции, которая плавилась, обугливалась и пробивалась электрическим током. Лишь с применением I:Iовых теплостойких пласти­ ческих масс у_цалось повысить эксплоатационную темпе­ ратуру электрических машин. Благо.царя эт·ому экономится зна{ительное количество материала и обеспечивается выпуск легки4 электрических двигателей и аппаратов, что имеет особое значение для авиации и других видQU транспорта. ·go
Из материалов с повышенной теплостойкостью в первую очередь должны быть отмечены кремнийорганические пла­ стики (силиконы), поливинилформаль, политетрафторэти­ лен и другие . Кремнийорганические пластики могут допускать нагрев до 200°, а комбинации кремнийорганических пластиков и лаков со стеклянным волокном позволяют выпускать такие электроизолирующие материалы, как стеклотексто ­ лит, стекломиканит и т . п., выдерживающие длительно температуры .ir.o 200-250°. Тангенс угла потерь этих материалов равняется 0,0015 при 10 6 герц . Удельное объемное сопротивление соста­ вляет 1014ом-см при 20° и 1011 ом•см при 250". Ст.екломиканит на кремнийорганических смолах имеет электрическое сопротивление 10 11 ом - см при 250°, в то время как при той же температуре обычный миканит имеет сопротивление 10 10 ом -см . Профессор К . А . Андри­ анов указывает, что теплостойкая электр о изоляция из новых видов пластиков обеспечивает : 1) уменьшение размеров и веса электрических машин, работающих при повышенных рабочих температурах-без сокращения продолжительности времени эксплоатации ; 2) значительное увеличение срока службы изоляции при сохранении прежних размеров , веса и рабочей темпе­ ра туры; 3) возможность работы в р азличны х с редах , в том числе и при повышенной влажности . Все это позволяет при использовании новой тепло- стойкой изоляции уменьшать вес · электрически х машин. Изоляция на основе политетрафторэтилена также обла­ дает высокой теплостойкостью . Провода , изолированные политетрафторэтиленом , можно применять для"' обмотки двигателей, работающих при высоких температурах в окис- • лительной атмосфере . Изолированные таким путем про­ вода особенно пригодны д.11:я обмотки якорей двигателей рефрижераторов , где требуется химическая стойкост ь при соприкосновении с такими химическими активными веществами, как аммиак и сернистый газ . Возможность изготовления пленок политетрафторэти­ лена равномерной толщины позволила применять его в качестве заменителя слюды в электроизоляции якорей и коллекторов . 91
Покрытие поJштетрафторэтиленом может с успехом служить для обмотки трансформаторов и индукционных катушек, а также в магнето двигателей внутреннего сгорания. Политетрафторэтилен пригоден для · изоляции под­ земных кабелей , так как изоляция из него не подвержена текучести на холоде, и кабель хорошо защищен от дей­ ствия соленой воды и грунтовых вод. Изоляция на основе политетрафторэтилена рекомен­ дуется вместо слюды для запальных свечей двигателей , так как она отличается стойкостью к вибрациям и ударам. Политетрафторэтилен используется и в радиоаппаратуре, например . в конденсаторах , катушках сопротивления , рамках для антенн и т . п. Для ра.11.иоаппаратуры весьма приго.11.ен также поли­ стирол, обладающий высокими диэлектрическими свой­ ствами и не изменяющий их при ра.11.иочастотах. Не.11.0- статком полистирола является его низкая теплостоjfкость, хотя после.11.няя может быть и повышена путем совмест­ ной полимеризации полистирола с дивинилбензолом . В качестве высокочастотной теплостойкой электро­ изоляции может быть рекомен.11.ован поливинилкарбазол. Химически стойким электроизоляционным материалом является также полихлорвиниловый пластикат . К его недостаткам относятся: 1) низкая теплостой­ кость и 2) понижение диэлектрических свойств при по­ вышении эксплоатационной температуры. Из твердого полихлорвинила изготовляют аккумуля­ торные баки и сепараторы . Для изоляции кабе-:rей служи т полиэтилен (политен) . Этот материал весьма инертен, обг,а.11.ает высокой стойкостью против коррозии, стоек к действию влаги и , как чистый углево.11.ород, от ли чается высокими диэлектрическими свойствами : диэлектрическая постоянная - 2,2; пробивная напряженность , вольт на 0,025 мм-1000; электрическое объемное сопротивление, ом• см - 1017; тангенс угла потерь - 0,0005. Эти данные соответствуют частот е в 50 герц. В качестве изо ляции и оболочки кабеля применяют· полиизобутилен и его произво.11.ные. Диэлектрические свойства полиизобутилена следующие (табл. 22): ~6
Таблица 22 Д:излеЕ'l'ричесv.не свойства поли:изобутилена Свойства Тангенс угла потерь ...... . Диэлеирическая постоянная . . . • Удельное сопротивление, в ом, см . Пробивная напряженность, в кв/мм . Температура • 20° с 85° с 0,0004 2,3 1015 23 0,005 2,2 1015 23 15. ПЛАСТИЧЕСIШЕ МАССЫ В СТРОИТЕЛЬНОМ ДЕЛЕ Прекрасные декоративные свойства; высокая химиче­ ская и полная биологическая стойкость (по отношению к различным грибкам, плесени, жучкам-.цревоточильщи­ кам.. и даже грызунам) делают пластические массы неза­ менимыми материалами как в строительстве, так в про­ изво.1:r.стве вагонов, судов, автобусов, самолетов и т. п. Пластики могут быть использованы для следующих целей: 1) покрытие полов; 2) облицовка стен и потолков; 3) отделка лестниц и эскалаторов метро; 4) покрытие мебели (вместо кожи); 5) отделка мебели; 6) склеивание древесины; 7) тепло-, электро- и звукоизоляция и т. д. Немаловажное значение приобретают пластические массы как материал для изготовления экранов, приборов вентиляции и отопления, деталей водопровода и сани ­ тарных устройств, газовой арматуры и т. п . По к рыт и е пол о в может быть выполнено при помощи линолеума на основе пластиката из пол ихлор­ винила с древесной мукой и красителями. Как известно, обычный линолеум изготовляется на основе дефицитных льняного масла и пробковой муки. На основе пластиката удается получить полноценный заменитель льняного (линоксинового) линолеума, который выгодно отличается еще тем, что не горит, в то время как льняной линолеум горит интенсивным коптящим пламенем . Таким образом, 9З
полихлорвиниловый линолеум огнебезопасен, устойчив по отношению к механическим воз.цействиям и к исти­ ранию. Отдельные полотнища хлорвинилового линолеума можно монолитно сое.цинять между собой при помощи сваривания, в результате чего получается широкое цель.;. ное покрытие. На основе виниловых масс изготовляют отдельн:ые шашки, аналогичные паркетным. При ' помощи этих шашек можно__получить любой декоративный рисунок (рис. 29). Рис , 29 . Декоративные рисунки паркетного пола из пластиков. Такого рода покрытие пола обла_цает мягкостью, легко очищается и моется. На него не влияют щелочные и кислые растворы; пыль и сор легко убираются при помощи щеток или пылесосов. Плитки для пола также можно изготовлять на основе пластических масс из кумароноин.ценовых смол, приме~ няемых в основном в композициях для настила полов и для произво_цства лаков. Кумiрон и инцен представляют собою вещества, вы_целяемые из каменного угля и под влиянием некоторых реагентов перехоцящие в смолы. Эти смолы смешивают с асбестом, пигментами и другими наполни­ телями. Полученную массу раскатывают в листы и раз­ резают на плитки. Обычно изготовляют квадратные плитки размером:15Х15см,25Х25сми30Х30смили прямо­ угольные 7,5 Х 15 см, 15 Х 30 см и др. Настил произво_цит­ ся по деревянному или бетонному основанию при помощи слоя специальной битумной мастики. Плитки образуют теплый нескользкий пол, мягкий и эластцчцый при ходьбе. 94
Ьблицовка стенможетбыть произвецена различ" ными пластиr<ами и разнообразными способами. Краси'вый декоративный эффект осуществляется с помощью листов древесины, пропитанных искусственными смолами. При­ меняя: тонкие листы древесины дуба, карельской березы, клена и других декоративных поро_ц и употребляя для пропитки бесцветные карбами_цные смолы, удается по­ лучать гибкие материалы с блестящей; как бы лакиро­ ванной, поверхностью, при чем рисунок древесины сохра­ няется полностью . Вместо древесины можно использовать прессованную бумагу, пропитанную карбами_цными смолами . В резуль­ тате этого процесса получают листы размером в 1-2 м2 с гла_цкой глянцевитой поверхностью. Для получения чистых - окрасок сле_~:r,ует применять бумагу , в состав которой вв·е_~:r,ены высокосортные красители, как, напри­ мер, титановые белила . Таким путем можно получать листы белых цветов, по_ц цвет слоновой кости, тщоке любые другие цвета и оттенки, в зависимости от цвета бумi!ги. Сле_цует отметить, что из таких же материалов изготовляют различные на_цписи и таблички, заменяющие ме_цные дощечки . Для этой цели служат "бисквитные" плщ:тики, отличающиеся тем, что их внутренняя часть изготовляется из пропитанной смолой бумаги о_цного цвета (например, черного), а внешние слои - из пропи­ танной бумаги другого цвета (например, белого). Спрес­ сованный пакет разрезается на пластины, которые грави­ руют . При гравировке резцом снимается верхний слой, и на этом месте становится виден внутренний слой, окрашенный в другой цвет . Таким путем можно получить на белом фоне черную на_~:щись или на черном фоне - белую. Можно также прессовать пропитанную смолой бумагу, на которой нанесены соответствующие на_цписи . . Такого ро_ца таблички не темнеют с течением време­ ни, не · изменяют своей окраски и обла_цают хорошей видимостью. Для усиления ви.iимости на_цписей и раз~ личных знаков в пластик вво_цят светящиеся в темноте составы постоянного или временного действия . Первые со_цержат соли ра_циоактивных • элементов и поэтому светятся в темноте неопре_целенно долгое время. Вторые со _ цержат такие сое_цинения, как , например, сернистый цинк, сернистый кальций и т. п. , которые светятся в темноте лишь несколько часов и для восстановления 95
этой способности требуют повторного освещения в тече"' ние нескольких минут. Стены, облицованные карбамидными пластиками, не задерживают пыли, хорошо моются при помощи мыльной воды и . обладают высокими гигиеническими свойствами. Крепление листов пластика к стенам производится клеящими мастиками или шурупами с потайными голов­ ками. Последние заделываются кружками из того же пластика. Швы между отдельными листами почти неза­ метны. Кроме того, их можно затереть мастикой такого же цвета, каким обладает пластик. • Покрытие стен может быть не только одноцветным; применяя бумагу или ткань с различными рисунками и фигурами, можно получать разнообразные декоратив­ ные эффекты. Из бумаги или ткани, напрессованной на бакелизованную фанеру, получается прочный и дешевый пластик. Фенольные пластики менее пригодны для таких целей, так как их нельзя окрасить в светлые оттенки, вслед­ ствие желтой окраски фенольной смолы. Эти видьr пла­ стиков применяются в том случае, когда от облицовки не требуются декоративные свойства. Из аминопластов, кроме больших листов, прессуются плитки размером 10 Х 10, 15 Х 15 см и т. д., которые собираются вместе, создавая впечатление отделки из.раз­ цами. Такого же типа пластиками можно отделывать лест·ницы, вестибюли, эскалаторы метро и т. п. Безусловно большое значение пластики приобретут и уже имеют в качестве заменителей кожи для мебели всех видов. Заменители типа гранитоля, дерматина, клеенки и т. п. обладают меньшей прочностью . и недоста­ точно красивым видом. Поэтому так часто использова­ лась кожа. Однако она является дефицитным продуктом. Хорошим заменителем кожи является полихлорвинило­ вый пластикат, нанесенный на ткань. Такой материал носит название текстовинит, винилит и др. Текс­ товинит изготовляется различных расцветок и тиснений . В настоящее время этот материал уже успешно при­ меняется в автобусах, троллейбусах и пассажирских железнодорожных ва,онах. Несомненно, что в дальней­ шем текстовинит найде1· себе еще более широкое приме- нение для обивки мебели. • Портьеры, драпри и другие отделочные ткани, обра- 96
ботанные некоторыми искусственными смолами, не мнутся. Различного вида украшения и багеты производятся из литых смол или продавливанием размягченной компо­ зиции через профильные мундштуки. Из пластиков изготовляют также вентиляционные решетки и решетки для радиаторов центрального отоп­ ления. Материалом для этих изделий служат фенольные или карбамидные пластики. Последние могут получать =--=]~[ --• • JC]tE --•=]~[ _____ ]32 [ 250-300 ]• - [ ~ Рис . 30. Каминная решетка и облицовка из п,1астиков. светлые тона. Решетки из пластиков легки, прочны и не требуют дополнительной окраски, выгодно отличаясь этим от металлических. На рис. 30 приведен общий вид такой решетки и облицовки из древесных слоистых пла­ стиков. Широкое применение получили пластики для изгото­ вления дверных приборов (ручки, кнопки) и мебельной фурнитуры (скобы, ключевины, кольца и т. д.). Такого рода приборы прес"суются- из фенольных или из карбамид­ ных пластиков. Мелкие изделия можно лить под давлением из полистирола, из акриловых смол или из целлюлозных пластиков . Ручки для дверей изготовляются раздичных конструкций; они могут иметь вид скоб, непосредственно прикрепляемых к дверям, или же снабжаются металлической арматурой. На рис. 31 показаны пустотелые ручки с отдель­ но прикрепляемыми крышками (рис. 31, а, б), ручки-фали, представляющие собой металлическую арматуру, обтяну­ тую эластичной пластмассой (рис. 31, в), и фаль с арма­ турой, на которую надета заготовка из пластика (рис 31, z). 7 Пластические ыас~ы 97
:13 последнем случае крепление заготовки производите.я при помощи фасонной металлической головки, навинчи­ ваемой I:Ia арматуру у ее свободного конца. Из пластиков могут быть выполнены детали санитарно­ технического оборудования в большом количестве ' наиме ­ нований. Например, можно изготовить- части труб домо­ вых водопроводов, фитинги, поплавки смывных бачков, ручки кранов, пробки и пр. Вследствие низкого веса шо8 металлu//еснаr; Отулна -4~~~~ ..Jt:.:]tt:=:=i' ..F="""'- d JHOl/ Cle{JJICl'Hb Металлuчеснай розетна Стеr;жена нdailд Cl'l/l'HШl 2-2 00 . Рис. 31. Дверные ручки из пластиков: а - кнопка, укрепленная "без поворота"; 6- кнQПка, у1,репленная .с по­ воротом"; в -фа.~ь со сплошной обтяжкой эластичным пластиком; z - фаль с рукояткой из rтастика. пластиков значительно облегчается монтаж сети и сокра­ щается количество необходимых креплений. При исполь­ зовании эластичных масс устраняется опасность разрыва труб в случае замерзания воды. Особенно эффективно использование пластиков для замены цветных металлов при изготовле.нии различных ~<ранов. Материалом кранов служат цветные аминопласты, 98
имеющие красивый вид и совершенно не подверженные ко р розии при воздействии воды (рис. 32). Рис . 32. Кран дш1 воды нз пластиков. Рис. 33. Детали санитарного оборудования ~; пл~стнков . На рис. 33 изображены: полый поплавок для смывного бачка 1, изготовленный из водостойких пластиков; про­ кладочные кольца 2 из эластичных виниловых пластиков; 7* 99
пробки для сточных отверстий .3; водопров одные трубы 4 и фитинги 5. Применять трубы и фитинги из пластиков вме_сто черных металлов не всегда экономически выгодно, но безусловно целесообразно применять такие трубопроводы в химических производствах для различных кислых рас­ творов, которые разъедают трубы из черных и цветных металлов . С и день я для унитазов также из г отовляются из пластиков. Они обладают прекрасными санитарными и гигиеническими свойствами , легко поддаются чистке и не могут являться местами для размножения микро­ организмов. Сиденья обычно выполняются целиком из фенопластов (волокнита) или из аминопластов прессова­ нием в прессфомах. Другим способом изготовления сиде­ ний является обтягивание деревянных заготовок тонкими листами из пластика. Швы листов тщательно заделывают во избежание проникновения влаги в дерево . ~ Из 'пластиков изготовляются многие детали газовой арматуры, не подвергающиеся непосредственно нагреванию горящим газом . Так, например, проектируется изготовле­ ние из фенопластов газовых счетчиков целиком, включая всю внутреннюю арматуру и различные детали газопро ­ водов. Для этих целей необходимо · выбирать конденса­ ционные пластики (например, фенопласты), на которые не действуют жидкие продукты, .выделяющиеся из газа. Клеи на основе искусственных смол широко исполь­ зуются в промышленности для получения прочных и водо- стойких сое цинений. • Они применяются для склеивания древесины, металлов , пластических масс, тканей и других материалов . Особо важное значение клеи имеют при склеивании древесины . С их помощью изготовляются балки любой длины и разнообразных сечений, при чем прочность таких клееных балок не уступает прочности балок, изготовлен­ ных из цельной древесины. Как известно, при изготовлении из древесины раз­ личных строительных деталей необходимо выбирать сухие заготовки без сучьев, трещин и других дефектов , снижающих прочность деталей. Чем длиннее должна быть 1 Подробнее см . каталог .пла с тмассы •, Академия архи т ектуры , 1947. 100
балка, тем тру_цнее обеспечить высокосортность заго­ товки. Поэтому и появляется необхо_цимость в соедине­ нии нескольких балок по длине при помощи механических замков. Последние снижают прочность конструкции, вследствие чего приходится увеличивать сечение балок . Это, в свою очередь, утяжеляет сооружение и увеличивает его стоимость . Деревянные конструкции на смоляных клеях обеспе­ чивают легкость и прочность сооружения . Доски для деревянных конструкций проходят опера­ цию сушки; затем из них собирают балки. Преп_варительно плоскости досок смазываются клеем . В любом сечении не должно быть более одного стыка. Благо.царя такому приему, прочность балки по ее длине получается одина~ ковой. Длина клееной балки произвольна и зависит лишь · от количества взятых досок. Известные ранее клеи, как-то: столярный, альбумино­ вый и т. п., были непригодны для склеивания конструк­ ций, так как они обладают слабой водостойкостью. Клеи на основе искусственных смол дают, как указыва­ лось, очень прочное соединение древесины. Так, например, предел прочности на скалывание дуба, склеенного смоля­ ным клеем, равняется 140-180 кr/с м2, при чем скалывание происходит по древесине, а не по клеевому слою. Проч­ ность склеенной древесины после длительного пребыва­ ния в во_це уменьшается незначит~льно , главным образом из-за понижения прочности самой древесины, а не кле­ евой пленки. Из смоляных клеев наиболее известны: 1) фенолальде­ rи цные клеи; 2) !v!Очевиноальдеги_цные клеи; 3) меламино­ вые клеи; 4) резорциновые клеи . Фенолаль.деJидные клеи марок ВИАМ Б-3 и ЦНИИПС-2 от ли чаются тем, что они твердеют при температуре 16-18° и при добавлении специальных веществ обра­ зуют прочный слой, связывающий древесину. В случае необходимости со склеиванием объединяют процесс изгиба конструкций. В результате получают изогнутые конструк­ ции, более прочные, чем изготовленные путем выпили­ вания. Последнее связано с перерезанием слоев и волокон древесины, снижающим прочность конструкций. Склеивание досок, объединенное с изгибом (рис. 34), выполняется при помощи винтовых струбцин, закреплен­ ~щх на изогнутом щабдоне. Доказано, что вес клееных 101
балок составляет лишь 60°/о веса балок из сплошной древесины при одинаковой их прочности. Клееные деревянные конструкции имеют еще одно преимущество: путем склеивания можно сочетать доро­ гие и дешевые породы древесины без понижения проч­ ности. Как показали испытания, введение в зону средней нейтральной оси кощтрукции до 50-60°/о материалов Рис. 34. Приспособление д11н ск.nеивания деревянной I(ОНструкции. пониженного качества • (например, сосны вместо дуба) на прочности практически не сказывается. Применение смоляных во_цостойких клеев в производ­ стве деревянных конструкций позволяет создавать легкие арочные фермы больших пролетов, заме.няющие стальные и железобетонные. Использование леса малого сечения, а 'fакже с низкой влажностью предупреждает последующее коробление, скручивание и усадку конструкций. Примером клееннь1х на смоляном клее конструкций является сооруженный железнодорожный мост эстака.ц­ ного типа длиною в 175 метров. Величина пролета моста между опорами 4,5 метра. Под каждый рельс укладывались три параллельные балки сечением 230Х500 мм при длине каждой балки 9,0 метров. Эти балки склеивались из досок толщиною 25 мм различной длины. Для склеивания при­ менялся фенольный клей. Изготовление балок из досок производилось при помощи винтовых прессов простейшего 102
типа. Каждая балка перекрывала два пролета, при чем стыки балок размещались "вразбежку". 1 Склеиванием изготовляются не только строительны~ конструкции, но и другие деревянные изделия, например железнодорожные шпалы; благодаря применению феноль­ ных клеев, обладающих антисептическими свойствами, удается значительно понизить гниение шпал даже без их специальной пропитки . Чаще всего используются здоро ­ вые куски старых шпал, склеенные при помощи накла­ док толщиною 80 мм . Технология склеивания мебе;rи и других деревянных изделий смоляными клеями весьма проста. Работа про­ изводится при температуре 16-18° С . Фенолальдегидная с мола разбавляется растворителем (ацетоном или спиртом в количестве 10°).J от веса смолы) для понижения вязкости. Введение катализатора обеспечива!ет отверждение смолы при низких температ у рах . Для этой цели берут обычно так называемый "контакт Петрова", или "керосиновый контакт", представляющий собою нефтяной продукт, обработанный серной кислотой. Контакт добавляется в количестве 18-20°/о от веса смолы. Этот катализатор был разработан советским ученым, профессором Г. С. Пет­ ровым . После тщательного перемешивания всех указанных составньiх частей клей готов и должен быть использован в течение 3-4 часов, так как при долгом стоянии его в язкость повышается и он может затвердеть в клеянке. Клеевым раствором покрывают сопрягаемые поверх­ ности и после кратковременной выдержки соединяют их. В целях обесп·ечения высокой прочности склеенные детали сжимаются· давлением в 2-3 кг ,'см 2 • Последнее осу­ ществляют струбцинами, винтовыми или гидравлическими прессами, при помощи забивания клиньев и т. п . В сжатом состоянии детали выдерживают 10-20 часов, после чего процесс склеивания заканчивается . Та.к как повышение температуры значительно ускоряет процесс склеивания, то в настоящее время применяют нагрев деталей токами высокой частоты. Применяя прочные смоляные клеи, из древесного шпона изготовляют без заклепок и других крепежных деталей фюзеляжи, крылья, рули и т . п . 1 Подробнее см . • Строительные конструкции промь1щленны:~:: со ­ оружений" , Стройиздат , 1946 .
В последние годы в качестве связующей среды начали применять аллиловые искусственные смолы. Они обра­ зуются из аллилового · спирта и дикарбоновых кислот в результате полимеризации мономера в присутствии катализаторов· (перекиси бензоила и др.). Мономер пре_ц­ ставляет собою м~ловязкую жидкость, поэтому он не требует применения растворителей и очень хорошо про­ питывает такие материалы как ткань, дерево, стеклянное волокно, бумагу и т. п. При нагревании в при1⁄2_утствии катализаторов, моно­ мер загустевает и вязкость его постепенно нарастает. Во время дальнейшего нагревания жидкость затвердевает, превращаясь в д_рочный, прозрачный, неплавкий материал. Так как переход в твердую смолу в результате про­ цесса полимеризации протекает без выделения воды, аммиака или других побочных продукт'ов, то это облег­ чает переработку материалов, пропитанных мономером, т. е. для нее не требуется применения высоких давлений . Процесс полимеризации происходи_т при температуре ОТ70ДО115°С. При этом аллиловая смола испытывает усадку, дохо­ дящую ДО 140/о от ИСХОДНОГО объема, что с,тrе_цует учиты­ вать при конструировании деталей. Аллиловые смолы и пластики на их основе носят название "аллимеры". Используя феноJiальдегидные, карбамидные, аллиловые или другие искусственные смолы и обрабатывая ими древесный шпон или ткань на основе растительного и стеклянного · волокна, получают весьма прочные "скор ­ луrrные" конструкции. Процесс изготовления таких "скорлупных" конструкций заключается в следующем: полосы материала 4, пропитан­ ные смолами, набираются в несколько слоев на шаблон 1 (рис. 35), состоящий из брусков 2. Отдельные секции шаблона снабжены отверстиями 3 для отсасывания воз­ духа. Шаблон с набранным материалом обтягивают рези­ новой - рубашкой 5, 1 предварительно свернутой в рулон 7, и помещают в котел - автоклав 8. Давление в последнем создается при помощи сжатого воздуха, пара или воды. Обычно это давление не превышает 5 кг/см 2 • Разность давления снаружи и внутри шаблона ·· обеспечивает хоро- 1 Для ~акрецления рубаш1ш служит НJJКладка б, 104
шее спрессовывание и склеивание скорлупной конструкции. Этот метод называется "контактным прессованием". Для Рис . 35. Схема изготовления скорлrпной конструкции . ускорения процесса склеивания скорлупа может наrре~ ваться при помощи пара ил_и электроэлементов . • Таким же путем изготовляют шлюпки и другие мел­ кие суда рыболовного и спортивного назначения. 105
Конструкции, изготовленные рассмотренным способом, носят название "скорлупных" потому, что из шпона перво­ начально изготовляют как бы скорлупу, являющу юся основой всего изделия. Скорлупные конструкции только начинают внедряться в технику; следует ожидать, что они найдут широкое применение в сам~rх разнообразных отрас лях промышлен­ ности. Клеи на основе синтетических . смол используются и для соединения металлических частей. В этом отношении в первую очередь должны быть отмечены работы лауреата Сталинской премии профес ­ сора И. Н. Назарова, создавшего так называемый - к ар­ б ин о льны й клей. Последний представляет собою густую жидкость, отверждающуюся добавлением специальных веществ. Карбинольным клеем покрывают очищенные металлические поверхности и плотно прижимают послед­ ние друг к другу. По отверждении клея они прочно соединяются между собой. Наиболее прочно карбиноль ­ ным клеем сюrеиваются черные металлы. Цветные металлы им склеиваются хуже. Клеи для металлов, разработанные на основе искус­ ственных смол Государственным институтом пластических масс, известны под марками БФ-2 и БФ-4. Этими клеями смазываю1: поверхность металла, затем высушивают и на­ l'ревают . После повторения всех э1' их операций обе склеи­ ваемые поверхности соединяют и выдерживают некоторое время под давлением. В результате описанных операций получается соединен11е, пр9чность которого иллюстри­ руется результатами такого опыта: отдельные куски . алюминия были склеены в виде листа, из которого обыч­ ными методами была отштампована тарелка. При этом металл соответствующим образом вытянулся, но вс е клеевые швы сохранили свою прочность. Карбинольным клеем или к.1еями марок БФ можно склеивать текстолит и другие пластические массы, эбо­ нит, фибру и тому подобные твердые неметаллические материалы. • Древесные слоистые пластики лучше склеивать -при помощи фенольных клеев типа ВИАМ Б-3, используемых при склеивании древесины. Легковесные пористые пластики (или, как их называют 1 пор оп ласты или пенопласты) обла- 106
дают многими качествами, которые обеспечивают их широ­ кое применение в народном хозяйстве. Пористые пластики изготовляют из тех же магери- • алов, из которых производя:т твердые прочные прессо­ вочные материалы, но только метод получения пористых пластиков от ли чается некоторыми особенностями . Пористые пластики изготовляют из фенолальдегид­ ных и к_арбамидных смол, из полихлорвинила, по.тшсти­ рола, из других полимеризационных пластиков, а также из эфиров целлюлозы. . _ Особенностью производства этих легковесных мате­ риалов является создание "замкнутой" пористости внутри массы пластика. Благодаря пористости, пластик при том же весе занимает несравненно больший объем, вследствие чего вес единицы объема понижается. Если поры пластика не будут замкнутыми, он будет представлять собою губку, жадно впитывающую воду. • Существует несколько способов изготовления пори­ стых пластиков, из которых главными являются сле­ дующие: 1) пластик, в виде жидкой массы, вспенивается путем механического перемешивания и при этом отверждается. Твердая вспененная масса сохраняет пористую струк­ туру; 2) тестообразный пластик вспенивается под влиянием специальных веществ- порофоров; 3) газ растворяется под давлением в мягком пластике. Затем давление снимается, газ расширяется и обра­ зует поры в- массе; 4) волокнистый рыхлый компонент связывается - пла­ стиком, в результате чего получается: легковесный мате- . риал; 5) пластики в виде пленок или листов гофрируют на специальных вальцах и склеивают, получая таким образом слоистый материал с большими воздушными прослойками. Изготовленный описанным путем материал обладает лег­ костью и высокими теплоизоляционными свойствами. Благодаря большому количеству исходных пластиков и разнообразию методов переработки, можно получать материалы, имеющие разнообразные свойства. Одни из них обладают твердостью и прочностью, другие - эластичны и мягки. Вес такого рода пластиков колеблется от 250 до 25 кг/м 3 • При необходимости может быть изготовлен 107
пластик весом до 15 кг/м 3• Не лишне напомнить, что вес пробки, т. е. наиболее легкого из известных материалов, • составляет 200-250 кг/м 3• Физико-механические показатели легковесных пласти­ ков приведены в табл. 23. Таблиц а 23 Физико -механические показатели легиовесных пластниов Наименование пластика Поь:азатель полистирол j фенопласт \ полихлорвинил Вес, в кr;мз 24-112 S2-160 90-320 Наибольшая рабочая тем- пература, в 0 С 80 150-160 65 Предел прочности при сжатии, в кг/см" 2-14 0,7-7 Материал аластичен Предел прочности при растяжении, в кr/см 2 . 2,5 -24 0,35-5,6 1,5-30 Из мочевиноальдеrидных смол в отечественной про_;­ мышленности производится пористый материал, известныи под названием ми пор. а . Последний изготовляют из жид­ . кой смолы механическим сбиванием ее в густую пену, которая выливается в формы и выдерживается в _них до полного отверждения. Мипора представляет собою рыхлый пористый мате­ риал белоснежного цвета, который легко режется ножом . Вес мипоры - 15-35 кr.'м3• Мипора обладает высокими звукоизоляционными и теп­ лоизоляционными свойствами. Как и все другие пористые пластики, она не поддается гниению. Мипора, а также фенольные и полихлорвиниловые легковесные пластики не горят. Полистироловые и некоторые другие полимери­ зационные пластики сгораемы. Пластины из . легковесных пластиков можно применя т ь как заполнитель для перегородок, перекрытий и пустоте­ лых каркасных дверей. Размеры пластин ми п оры могут быть любыми и зави­ сят от размеров форм, в которые выливают вспененную смолу. 108
Теплопроводность мипоры и других теплоизоляцион;, ных материалов легко сравнить по данным табл. 24. Таблица 24 Ноэфф:иц:иенты теплопроводно~тл мипоры и неr,оrорых других МllТэря -:· лов Коfффициент... Наименование материала теплопроводностп, в кал/м-час на 1° С Шлаковое волокно . Стеклянное волокно Пробка в пластннах Мипора 0,073 0,034 0,038 0,0..:5 На рис. 36 показана деталь внутренней перегородки с применением термоизоляционного и звукоизоляционного материала мипора. ., Недостатком мипоры является некоторая ее хрупкость .­ Поэтому в тех случаях, когда при эксплоатации материал подвергается сотрясениям и ударам, лучш-е использовать эластичный пластик, изготовляемый, например , на основе полихлорвиниловых смол с применением пластификаторов . Эластичные пористые пластики напоминают собою резиновую губку, но только не имеют открытых пор и поэто:\-rу не поглощают влагу . _ Пористые пластики должны найти себе широкое при­ менение как тепло- и звукоизоляция в строительном деле, авиастроен.ии и судостроении. Легковесные пластики при­ меняются также для изготовления буев и поплавков, пере­ городок, панелей для сборных домов, фасонных деталей ит.д. Пористый полистирол хотя и обладает горючестью, но вследствие высоких электроизоляционных свойств начинает использоваться в электропромышленностц. Легковесные пластики часто применяются в сочетании с твердыми пластическими материалами нормального веса. Обычно внутренней частью плиты служит пористый мате­ риал, а внешние стенки изготовляются из листов тексто­ лита. Сначала происходит формовка слоистых стенок, а затем их соединяют с отвержденной пеной. Внутрен­ нюю часть п-литы можно заполнять материалами сортовой 109 ·
или трубчатой структуры, которые изготовляют, склеивая между собой соответствующим образом гофрированные ~ 5 Рис. 36. Монтажная схема перегород1си ·· из мипоры: 1- наружнан обшивка; 2- про1:ладка бумагой; 3- изолирующий материал -- мипора; 4 - стойка каркаса ; 5 - пароизоляция; 6 - металлическая сетка; 7 - шт у- катурка . тонкие пленки из ацетилцеллюлозы или . нз других эла­ стичных пластиков . По.цобные конструкции легки и ·в то же время весьма прочны. Они получают распространение при постройке самолетов и других транспортных средств.
Г!рнложение Состав, методы nереработни и области применения пластических масс Наименование 1 Фенопласты Прессовоч­ ные порошки типа К-18-2, К-~1-22, ~юно­ щпИдр, Волокнистые прессовочные материалы (во­ локнит) Ма&ы К-6, К-6-б Масса КФ-3 Фаолит , ха­ веr (асборезол} Составные части . Феиолальдегидная искусственная смола (бакелит или новолак) , древесная мука и др. Фенолальдегидная искусственная смола (бакелит или новолак), отходы хлопка if др . Фенолальдеrидная искусственная смола (бакелит), асбест и др. Фенолальдегидная искусственная смола (бакелит), асбест, ми­ неральный наполнитель Фенолальдеrидная искусственная смола . и асбест и др. (формовоч­ ная масса) 1 Методы 1 Примеры испо.пь- перера - зования ботки 1 А, В (очень редко), Г, д,и Те же А,Б,В (редко), Г А,В в • Скобяные из де ­ лия, детали теле- фонов, телегра- фов , сигнализа- ции, блокировки , электроустановок (штепсели, выклю­ чатели и т. п.), бритвенные при­ боры, пепельницы .То же, но в слу­ чаях, когда от де­ талей требуетсн повышенная меха­ ническая проч­ ность , как напри ­ мер, ролики эс1(а­ латоров и др. Изделия, тре- бующие повышен­ ной теплостой­ кости Тормозные ко ­ лодки и другие фрикционные де­ тали (для вагонов метро, самолетов ит.п). Детали химиче­ ской аппаратуры , трубопроводы, ча­ сти насосов и др . Антикоррозийная футеровка храни­ лищ и аппаратов химической про­ мышленности 1 Ус11овные обозначения см. в конце приложения . 111
Наименование 1 Текстолитовая крошка Крошка дре­ весины слои­ стых пластиков Текстолит Стеклотекс ­ толит Асботексто­ лит Гетинакс (бу­ молит) Неоконден­ сит Бакелитовая фанера 112 Составные части Обрезки ткани, про­ питанные фенолальде­ rидной смолой (баке­ литом) Обрезки древесного шпJна, пропитанного фенолальдеrидной смо­ лой Хлопчатобумажная ткань, пропитанная фе­ нолальдегидной смолой (бакелитом) Ткань из стеклянных волокон, обраб::>танных фенолальдеrидной смо~ лой Ткань из асбестовых волокон, обработанных фенолальдеrидной смо­ лой Бумага, пропитанная фенолальдеrидной смо­ лой То же, но пропиты­ вают бумажное волокно, которое затем отли­ вается в листы Древесный шпон, проклеенныI\ при по­ мощи фенолальде1· ид­ ной смолы (бакелита) Продолжение Методы 1 Примеры испо.~ь- перера- зования .. бJТКИ А, Б • Различные тех- нические детали (рукоятки инстру­ ментов, колодки, вкладыши под- . шипников и др.) А,Б Различные тех- нические детали А, Б, Е, К Шестерни, вкла -. дыши подшипни­ ков и другие де­ тали для высоких механических на ­ грузок А, Б, Е, к· Детали машин и механизмов, тре­ бующие повышен­ ной теплостойко­ сти и механиче ­ ской прочности А,Б,Е А,Б,Е А,Б,Е Е и затем м То же, для тор- мозов и др. фрик­ ционных деталей (тормо3ные ко ­ лодки и др.) Доски для рас - -пределительных щитов, цилиндры для трансформа­ торов (получаются методом наметки) и др . ,·лектроаппа- ратов и приборов То же Строительный материал, обли­ цовка стен, две ­ рей, строительные щитыит.д.
Наименование 1 Бакелизиро­ ванная фанера Дельта-древе­ сина (древес­ ный слоистый пластик, марка :;JB") Лигнофоль (древ_есный слоистый пла­ стик, марка .с·) Литая смола (неолейкорит, криталлит, кар­ болит и др.) Пластическая древесина, скорлупные конструкции Аминопласты Прессовоч­ ный анилино­ формальдегид­ ный порошок Составные части Древесный шпон, про­ клеенный и частично пропитанный фенол­ альдегидной смолой (ба­ келитом) Древесный шпон, про­ клеенный и пропитан­ ный фенолальдегидной смолой (бакелитом) и прессованный 10 слоев вдоль и 1 слой попе­ рек Древесный шпон , про­ клеенный и пропитан­ ный фенолальдегидной смолой (бакелитом). Ме­ тод укладки слоев - перекрестный Фенолальдегидная смола, краситель и пр. • Полосы древесины (шпона), проклеенные при сборке фенолаль­ дегидным или карба­ мидным клеями Анилиноформальде­ гидная смола, древес­ ная мука, минеральный наполнитель и др. 1 Методы перера­ ботки Е и затем м Е и затем м Е и затем м м к А,Г Продолжение Примеры исполь­ зования Строите.~ьный материал, более водостойкий. чем из бакелитовой фанеры Строительный и констру1щион­ ный матерrшл, переборки, пере­ крытия и т. д. Строительный и конструкцион­ ный материал. Применяется для изготовления под­ шипников и др. антифрикционных деталей Галантерея, украшения, бусы, искусственный янтарь, мундшту­ ки и пр. Детали машин для иссле­ дования напряже­ ний в поляризо­ ванном свете Самолетные и судовые конструк­ ции (как то: пло­ скости, фюзеляж, корпусы мелких судов И. Т. д.) Электроизоля­ ционные детали с высокими ди­ электрическими показателям~~ 113
Наименование 1 Прессовоч­ ный карбамид­ ный порошок Слоистый аминопласт {текстолит) Алкидные пластики Глифталевые прессмассы Эфир о цел­ люлозные пластики Целлулоид Целлон Этрол НС 114· Составные части Мочевиноальдеrидная (карбамидная) смола, целлюлоза, краситель и др. Вместо мочевины можно взять меламин, дициандиамид и др. Хлопчатобумажная ткань, пропитанная кар­ бамидной смолой. Вме-· сто ткани может быть взята бумага Глифталевая наполнитель смола, Методы перера­ ботки А,Г,И Е А,Г Нитроцеллюлоза, кам- Б, Ж, 3 фора, краситель и др. Ацетилцеллюлоза,пла- Б, д, З, Ж стификатор, краситель Нитроцеллюлоза, гипс, пластификатор, очесы ;лапка и др. Б Продоюкение Примеры исполь­ зования Главным обра­ зом издеJJия бы­ тового назначе­ ния: посуда сто ­ ловая и чайная, подставки, стака ­ ны, настольные лампы, аб а журы, отделка дверей и т. п. Облицовочный и декоративный цветной материал для стен, перебо­ рокит.п. Электроизоля­ ционные детали Галантерея, гребни, зубные щетки, игрушки и пр. Кин о фото­ пленки, ручки сле­ сарных инстру­ ментов и др. Различные мел­ кие изделия, не­ воспламеняющая­ ся кинофотоплен­ ка Детали телефо­ нии и др. мелкие изделия
Наименование Этрол АС Бензилцеллю­ лозная масса Э·rилцеллю­ лозная масса Палим ер и­ зационные плас т ики Полихлорви­ нил-пластикат (коросил, ви­ нилит) . Поли­ хлорвинил на ткани - текс­ товинит Сополимер (иrелит, мипо­ лам, джеен и др.) Поливини­ лиден:х:лорид (сараи) Формвар Составные части Ацетилцеллюлоза или гтилцеллrолоза, пласти­ фикатор, краситель, на­ полнитель (каолин) и др. Бензилцеллюлоза,пла­ стификатор и др . Этилnеллюлоза , пла­ стификатор Полимеризованный хлористый винил, пла­ стификатор, краситель Полимеризованная смесь хлорвинила и ви­ нилацетата, пластифи­ катор, краситель Полимеризованный хлористый винилиден, в чистом виде или в смеси с хлорвинилом, пластификатор , краси­ тель и др. Ацеталь поливинило­ вого спирта и формаль­ дегида Продолжение Методы 1 Примеры исполь- перера- зования ботки Д, Б, з з Б,Д,Ж З,Б,Д,Н Различные мел­ кие галантерей­ ные изделия, греб­ ни, мелкие техни­ ческие изделия ит.п. Оболочка и изо­ ляция электриче­ ского кабеля Хладостойкие изделия и пленки Различные ме11• кие изделия, тру­ бы, пояса (замена кожи), обивочный мебельный мате­ риал, линолеум и др .; может быть изготовлен раз­ личного типа - от мягкого коже~ подобного до твер­ дого рогового 3, Б , Д, Н • Кожеподобные изделия, изоляция и оболочка про­ водов и кабелей Д, 3, Б, Н Мелкие детали бытового и техни­ ческого назначе­ ния . Детали хими­ ческой аппарату­ ры 3 Изоляция про- водов, кабелей н электрических ма­ шин 115
Наименование 1 Альвар Бутвар Полистирол {~олитул и др.) Органическое стекло (плекси­ глас), литое и прессованное (из , прессовоч­ ного порошка) Аллимеры (аллиловые пла­ стики) Углеводо­ роды Политен 116 Составные части Ацеталь поливинило­ вого спирта и ацеталь­ дегида Ацеталь ПОЛИВJ-JНИЛО• вого спирта и масля­ ного альдегида Полимеризованный стирол, 1,раснтель и др. Полимеризованный метиловый гфир мета­ криловой кислоты и другие производные акриловых кислот Аллиловые термо- реактивные смолы в чи­ стом виде или со с.~ои­ стым наполнителем Полимеризованный этилен в чистом виде Продолжение Методы 1 Примеры исполь- перера- зования ботки 3,д к д,3,Б Б, Д, Ж,Л, м,н Л,К, Е 3,Н,Ж Мелкие изделия Безосколочное сте1<ло. Клеи и клеящие мастики Электроизоля­ ционные. и радио­ технические де­ тали. Литьем под давлением изгото­ вляют мелкие ок- рашенные или прозрачные галан­ терейные изделия (пуговицы, укра­ шения), а также детали приборов, . авторучки и пр. В листах, тол­ щиной ОТ I ДО 30 мм, в качестве заменителя сте~.ол в авиации. судах, · автомобилях и др. Литьем смеси мо­ номера и полиме­ ра . изготовляют зубные протезы. Прессованием в прессформаr по­ лучают детали ширпотреба (вазы, коробки и пр.) Прозрачные стекла, слоистые изделия, плиты, конструкционные детали Изоляция про~ водов и ь:абе,1ей;
Продолжение Наименование 1 Составные части Методы 1 Примеры исполь- перера- зования ботки П олитетра­ фт орэтилен Полибутен Пол и амид­ ные пласт и­ ки Найлон, кап­ рон Белковые пластики или в смеси со смола ­ ми, восками и др. Полимеризованный Д,3,В тетрафторэтилен Полимери з ованный 3,Ж изобутилен в чистом виде или в смеси с дру- гими углеводородами Двуосновные кисло ­ ты, диамиды, аминокис­ лоты и др.,-как напри­ мер, гексаметилендиа ­ мин и адипиновая_кис­ лота д,3. Галалит Молочный или сое- м вый казеин, краситель и т. д. с последующим дублением формалином Альбумина- Кровяной альбумин вый прессовоч- ный порошок Асфальто- пековые массы Асфальтопе­ ко вая прессо­ вочная масса Каменноугольный пек, нефтяные битумы, ас­ фалыины -и др., напал- А,Б Б,3 трубопроводы, де­ тали арматуры и различные мелкие изделия для при ­ боров и аппаратов Теплостойкие технические де - тали Трубопроводы, химическая аппа ­ ратура Мелкие изделия. Искусственное волокно Пуговицы и дру- гие галантерей- ные изделия Пуговицы и дру- гие галантерей - ные изделия Аккумулятор­ ные баки и т. п., трубопроводы 117
_ Наименование 1 Асбопеко­ резит Составные части нитель (отходы хлопка), асбест, кизельгур и др. ПеIС каменноуголь- ный, битум, резоловая смола, асбест и др., отлитые в виде листов Продо 1:.н1ш перера- Примеры исполь- Методы 1 ботки з::>вания Е Распределитель­ ные щиты глек­ троустановоь: Условные обозначения методов переработки А - горячее прессование в прессформах без охлаждения; Б - горячее прессование в прессформах с последующим охлаждением в них изделий под давлением; В - холодное прессование или формование с последующим отвержде­ нием изделий без форм в термостатах; Г - пресслитье с закладыванием в форму для каждого изделия порции массы; Д - литье под давленпем на машинах-автоматах с закладыванием в бун­ кер машины порций пластика единовременно на значительное коли­ чество изделий; Е - прессование между плитами пресса (получение листов, плит, досок и др.) или в прессформах с последующим охлаждением; Ж- прессование с применением дутья паром и воздухом (прессдутье); 3 - прессование выдавливанием через мундштук; И - непрерывное прессование термореактивных масс продавлИВЩ:!Ием плунжером пресса через форму; К-,- прессованне (склеивание} при низких уделr,ных давлениях при помощи гидравлических, пневмзтичес1шх или механических уст­ ройств; Л - литье без давления в формы, с последующим отверждением в них с помощью термической обработки, катализаторов и т. ц.; М - механическая обработка заготовок резанием; Н - сваривание отдельных листов.
Прнложение II НРАТНИЙ СЛОВАРЬ специальных терминов, названий пластиков и химических веществ А к р ил ат ы (полиакрилаты) - Полимеризованные эфиры и дру­ гие соединения акриловой и метакриловой кислот. Пластические массы. Полимеризованный метиловый эфир метюсриловой кислоты известен под названиями .органическое стекло", .плексиглас• и др . Ал к и дн ы е с молы - Искусственные смолы, применяемые для изготовления пластиков. Наиболее известна смола rлифталь, получаемая при взаимодействии фталевого ангидрида и глицерина. Альбуминны~ пластики- Изготовляютсянаосновекрови животных . Аль де r и д ы - Химические соединения , являющиеся сь1рьем для изготовления пластиков. Наиболее известны: формальдегид, масляный альдегид и др. При их взаимодействии с фенолом получаются фено­ пласты (баке.~ит). Альберт о ль (искусственный копал) - Искусственная смола из группы фенопластов . Применяется в качестве заменителя импортного копала для изготовления масляных лаков. Амин оп л а сты (карбамидные плi!стнки) - Пластические массы, изготовляемые из мq,чевинных, тиомочевинных, меламиновых и других искусственных смол . Ан ил и но вые пл а ст и к и - Принадлежат к группе аминопла­ стов. Получаются из анилина и формальдегида . А с боб а к ел и т - Фенопласт с асбестом ·в качестве наполни­ теля. АсфальтопеI'овые пласrики- Пластические массычер­ ного цвета, изготовлv.емые из асфальта, битумов, пеков и т. п. отходов каменноугольной смолы и нефти, смешанных с наполнителями. Ацетил целлюлоз а - Уксусный г фир целлюлозы. Применяет­ ся для изготовления пластиков (цел.юн) и лаков. · Ба к ел и т -Условное название фенопластов, обладающих спо­ собностью переходить при нагревании в неплавкое состоянf\е. Ба к ел из а ц и я - Переход термореа1:тивных фенопластов в не­ плавкое и в нерастворимое состояние, т. е. в стадию резита (стадия .с"). БеIIковые пIIастики- Пластикинаосновеживотных(напр., 119
молочного казеина) нли .растительных белков . К их числу относятся: гала,шт, альбуминные пластики и др. Битумные пластики- См.Асфальтопековые массы. Бут вар (бут и р аль) - Условное название пластика на основе поливинилового спирта, обрабланноrо масляным альдес;щом. Приме­ няется в виде пленок для склеивания стекол в производстве безоско­ лочного стеi:ла . Вин ил о в ы е пласт и к и - Получаются путем полимеризации виниловых соединений. В результате образуются виниловые смолы, смешивая которые с пластификаторами получают пластики различных свойств. К их числу относятся: полихлорвинил, поливинилацетат, поли­ виниловый спирт, поливиниловые эфиры и др. Галалит -Условное название белкового пластика на основе молочного казеина. Гекса, или rексаме ·тилентетрамин-Ускоритель баке­ лизации фенопластов. Применяется для перевода новолачных фенопла­ сrов в резальные . Бел!>!Й порошок. В медицине называется уротропин. Г е тин а 1: с - Слоистый фенопласт из прессованной бумаги, про­ питанной фенолальдеrи rшой смолой (бакелитом). Глиф т . а ль, ил и r лип таль -Условное название алкидноrо пластика из глицерина и фталевого ангидрида. _ Де ль та древ е с ин а - Слоистый фенопласт из пропитанного бакелитом древесного шпона, отпрессованного таким образом, чтобы десять листов имели паралле11ьное направление волокон, а каждый одиннадцатый лист имел направление им перпендш:улярное. Д и а м и н ы - Химические вещества, содержащие азот, применяе­ мые для производства полиамидных пластиков. Д и бут и л ф та л а т - Пластификатор. Маслянистая · прозрачная жидкость. Эфир бутилового спирта и фталевой кислоты . Ид и тол - Условное название фенопласта, обладающего постоянно плавкими свой~твами (новолачная смола). К а м ф о р а - Пластификатор, применяемый в производстве цел­ лулоида . К арб амидные пласт и i: и - См. Аминопласты. К арболит, карболитовые прессовочные порошки -Условное название фенопластов, главным образом прессовочных порошк9в и ли­ тых смол. . К а та ли з а тор - Вещество, ус1:оряющее хи.мичесщ1е реакции, но не принимающее в них непосредственноr·о участия . К а уч у к - Упругое вещество, выделяемое из сока тропических растений или из травянистых растений, прои3растающих в СССР (кок­ саrыз, тау-саrыз и др.). Называется - натуральный каучук "I-JK'. Синте­ тическим каучу1:ом (,,СК") называется вещество, получаемое искусствен­ ным путем из спирта или из ацетилена. ' Крезол - Заменитель фенола в производстве фенопластов. Бурая жидкость с характерным 3апахом. Кремнийорrаничесi-.:ие пласти1:и- Получаются наос­ нове полимеризованных органичс ских соединений 1:ремневой кцслоп,1 . Условно называются ,силиконы" и ,силаны". 120
k он де нс а ц и я (конденсационная полимеризация) - Процесс об­ разования сложного вещества из более простых веществ, сопровожда­ ющийся выделением побочных продуктов. Напр., в результате конденсации фенола и формальдегида получаются бакелитовые смолы (фенопласты) и выделяется вода. К ан и фол ь - Природная смола, получаемая из сока хвойных растений. Применяется в производстве некоторых пластш:ов и в лако­ вом деле. Дру1·ое название - гарпиус. Ли r но ст он - ДреЕесина, пропитанная специальными составами и прессованная . Обладает высокой прочностью. Л и r но ф о ль - Слоистый фенопласт из прессованного древесного шпона, пропитанного баке,штом. М и по л а м - У славное название полихлорвинилового пластика или сополимера хлорвинила и винилацетата. Моно м е р - Первоначальное вещество, уплотнением молекул tютороrо получают более сложное вещество, называемое полимер. Так, например, мономер хлорвинила полимеризуется в полимер - полихлор­ винил . Мочевиноальдеrидные смолы и пластики.См.Ами­ нопласты . М у к а др е в е с на я - Тошю измельченная древесина, прим~юr­ емая как наполнитель в производстве пластических масс, в частности фенопластов. ' На й л он - Условное назв·ание полиамидного пластика. Наполнители - Материалы, применяемые в производстве пла­ стшюв для их удешевления и придания механической прочности . Наи­ более часто в качестве наполнителей используют древесную муку, хлош:овое и асбестовое волоы-ю и минеральные порошки. . Не о лей к ори т - Фенопласт . Литая смола белого цвета или ок~ рашенная в различные цвета. Применяетсн ка~, поделочный материал. Нитроцеллюлоза- Эфир целлюлозы, применяемыйвпроиз­ водстве целлулоида. Но в о лак (новолачная смола) - Тип фенопласта, обладающий постоянноплавкими свойствами. П л а с т-+1 к а т - Уславное название пластика - поли:tлорвинила, смешанного с пластификатором. Гиб1:ий, эластичный листовой материал. ГJ л а ст и фи к ат о р ы - Вещества, придающие пластичность и rиб~юсть пластикам. Наиболее известны; касторовое масло, дибутилфта­ лат, трикрезилфосфат, камфора и др. П л е к с и r л а с - Уславное название пластика акрилата. Полиамидные пластики- Получаются конденсацией диа­ минов и мноrоосновных кислот. Прю,сняются для литья под давле­ нием и для производства искусственного волокна. Пол и бутен (полиизобутилен) - У славное название пластика, полимеризованноrо изобутилена. Применяется как заменитель каучука. Пол им ер - Продукт уплотнения более простого вещества - мономера. Напр., жиДI:ость (мономер) стирол, уплотняясь, переходит 11 полимер - полистирол, представляющий собою твердый пластик. 121
. ii о лите н (полиэтилен) - Пластик - полимеризоваюiый этилеii. Применяется в производстве электрических кабелей. Пол их лор вин и л - Пластик на основе полимеризованноrо хлор­ винила. Принадлежит к группе виниловых пластических масс. Рез и на - Материал, представляющий собою каучук, смешанный с серой, а также с различными наполняющими и усиливающими веще­ ствами и нагретый в целях связывания серы (вулканизация). Обладает высокой эластичностью. Резол (резитол, резит) - Различные стадии перехода фенопластов . Сначала фенопласт (баь:елит) существует в виде резола (стадия .А•), который может плавиться и растворяться. Затем при нагревании фено­ пласт переходит в резинообразную стадию резитола (стадия ,В"), а за ­ тем в конечную стадию резита (стадия • С"). В этом состоянии резит не плавится и не растворяется. С о в тол - хладостойкий пластнфикатор. Смесь сово.~а с трихлор• бензином. С о в е нит - Уславное название прессовочно·го пластика на основе . анилиновых смол. С о в о л - Пластификатор . Жидь:ость, получаемая хлорированием дифенила. С ил иконы, силаны -Условное название кремнийорганических пластиков. Слои стые пл а ст и к и - Пластщш, наполнитель которых рас­ положен в виде слоев. напр., ткань, бумага, древесный шпон и др. К этой группе пластиков принадлежат; текстолит, гетинакс, лиrнофоль. Смолы - Некристаллические вещества сложной химической струк­ туры, применяемые в производстве пластиков. Смолы бывают природ­ ные (шеллак, копал) и искусственные (бакелит, карбамидные и др.). С о n о ли м е р - Пластик, получаемый совместной полимеризацией двух веществ, напр., nолимеризацие» смеси хлорвинила и винилацетата . Ст и ,р о 11 - Вещество (мономер), которое переводят в полимер - полистирол. Последний - пластиь:, обладающий высокими диэлеь:три ­ че·скими свойствами. Пластш, условно называется; тролитул, стиро­ флеь:с. Те к ст о лит - Слоистый пластик на основе ть:аии, пропитанной и~1,усственными смолами и прессованной. Те к ст о в и н l! т - Ткань, покрытая с одной стороны полихлор • винилом. Применяется как заменитель кожи . Терм оп II а сты...:.. Пластики, приобретающие пластичность при повышении температуры. Терм о реактивные n II а ст и к и (реактопласты) - Пластики , переходящие при нагревании в другое видоизменение, в котором они теряют способность плавиться и растворяться в растворителях. Те ф л о и-Условное название пластика политетрафтор~тилена. Фа о II и т - Фенопласт формовочный из фенолальдеrидной смолы и асбеста. Другое название - хавеr. Применяется в Jшми,1еском маши­ ностроении. Фен о 11 - Исходное вещество для получения фенопластов. Белое 122
или !iрасноваrое кристаллическое вещество с харш,терным запахом карболовой кислоты. Фен оп ласты (фенолальдеrидные смолы) - Пласти1ш на основе искусственных смол, получаемых при взаимJдействии фенола и фор ­ мальдегида. Техническое название - бакелит, карболит и др . Слоистые фенопласты называются: текстолит, гетинакс, лигнофоль. Ф II б р а - Бумага, обработанная хлористым цинком. Изготовляется в виде картона, палок и трубок. Фор м · а льде гид - Вещество (альдегид), применяемое для произ­ водства фенопластов. Используется в виде водного раствора - форма­ лина, Форм аль - Условное название пластика на основе поливинилового спирта, обработанного форма,1ьдегидом (ацеталь поливинилового спирта). Цел л он - Пластик из ацетилцеллюлозы. Целлофан - Прозрачная тонкая пленка из целлюлозы . Ц е л л ю л о з а (клетчатка) - Вещество, входs;щее в состав древе • сины. С кислотами и спиртами образует соединения, называемые эфи­ рами. Хлопок почти целиком состоит из целлюлозы. Целлулоид-;-- Пластик · из нитроцеллюлозы и камфоры. Эбонит - Твердая резина, получается из каучука, смешанного с большим количеством серы. Эл а ст оме р ы - Каучукоподобные пластики, напр., полиизобу­ тилен. Э т р о л - Пластик из эфиров целлюлозы, смешанных с наполни­ телями и пластификаторами.
Предисловие Введение ... ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. 3 5 Гл а в а /. СОСТАВ И СВОЙСТВА ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС. , 9 1. Структура пластических масс 2. Фенопласты . . . . . . 3. Аминопласты, алю:дные, полиамидные и кремнийоргани- ческие смолы . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Виш111овые пластики . . . . . . . . . . •...... 5. .Акрилаты, полистирол, поливинилкарбазол и аллиловые 12 17 22 пластики... • . . . . . . . . . . . .• . . •.... 28 6. Полимеризованные углеводороды . . . . . . . . . . . . 30 7. Пластики на основе эфиров целлюлозы, белков и битумов 32 Гл 11 5 а II. ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС ... • . . . . . . . . . . . 40 8. Прессование пластиков и пресслитье ... 9. Методы переработки слоистых пластиков . . 57 10. Методы переработки листовых термопластов 62 11. Литье под дав.~ением . . . . . . . . . . . 65 12. Механическая обрабоша резанием . . . . . 73 Гл а в а /ll. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС 77 13. Пластические массы в приборостроении и машино- строении . . -. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14. Пластические массы в электротехнике слабых и силь- ныхтоков.. • . . . . . . . . . . . . . 85 , 15. Пластические массы в строительном деле 93 II р н л о~ж е ни е 1. Состав, методы переработки и области при- менения пластических масс . . . . . . , . . . . . 111 П р и л о жен и е I I. Краткий словарь специальных терминов, на- званий пластиков и химических веществ . . . . . . 119 РедакторП.И.МаIIяв"о •r~хи. рер,актор Л. Г. Лев он ев с ка sr Корректор Р. Ю. Хе с ин а, П<Jдnисано к печати 17 декабря 1949 г. Фор><ат бумаги 82 Х 108 1/. , . O6ъе'11 7'/, n . 11 . У ,,.-изд. JI. 6 ,9 . Т11раж 5.000. М.-20088. Изд. М НТП'/172 , Цена 1 р. ro к. Заказ J\~ 1258. Типоrрафи11 11м. Володарскоrо
я .Цt,h. j-1-Г • !. :'