Пластические массы

Пластические массы (пластмассы) представляют собой изделия, получаемые из прессовочных порошков, которые под воздействием нагревания и давления размягчаются и приобретают свойства пластического течения. В результате этого могут быть получены литьем или прессованием пластмассовые изделия различной формы (корпуса и основания электроизмерительных приборов, электрических аппаратов, кнопки, ручки, крышки и т. д.), стоимость литья пластмассовых изделий зависит от его формы.

Пластмассы, как правило, являются многокомпонентными материалами, состоящими из связующего вещества, наполнителей, пластификаторов, стабилизаторов, смазывающих веществ, отвердителей, красителей, порообразователей и других веществ.

Связующие вещества — синтетические смолы (аэрозольные, эпоксидные, кремнийорганические и др.). Они пропитывают наполнители и другие компоненты пластмасс, придают им пластичность и обеспечивают монолитность пластмассовым изделиям.

Связующими могут быть термопластичные или термореактивные вещества. В случае термопластичного связующего (поливинилхлорид и др.) пластмассовое изделие тоже будет термопластичным, то есть при нагревании до определенной температуры начнет размягчаться. Термореактивные связующие (аэрозольные, кремнийорганические и другие смолы) обеспечивают изделиям термореактивность и не размягчённость изделий при нагревании.
Наполнители — порошкообразные или волокнистые вещества, которые позволяют повысить механическую прочность и уменьшить объемную усадку изготовляемых пластмассовых изделий. Волокнистые наполнители (стеклянные, асбестовые и хлопковые волокна) повышают в значительной степени механическую прочность пластмасс. Неорганические наполнители (кварцевый и слюдяной порошки, стеклянное волокно) повышают коэффициент теплопроводности пластмасс и увеличивают их нагревостойкость. В пластмассах содержится 40—60% наполнителей.

Пластификаторы представляют собой густые маслообразные синтетические жидкости, вводимые в пластмассы для понижения их хрупкости и повышения холодостойкости.

Стабилизаторы — вещества, вводимые в пластмассы с целью повышения их стойкости к свету и нагреву.

Смазывающие вещества (стеарин, олеиновая кислота) вводятся в пластмассы для лучшего отделения от поверхности стальной пресс-формы отпрессованного изделия, цены на изготовление пресс-формзависят от фирмы-производителя.

Отвердители — вещества, вводимые в некоторые пластмассы с целью ускорения процессов их отвердевания. Основой этих процессов являются реакции полимеризации и поликонденсации.

Красители — вещества, придающие пластмассовым изделиям равномерную окраску. Красители вводят как для придания декоративного вида, так и для повышения стойкости пластмассовых изделий к свету.

Порообразователи — вещества, которые при нагревании выделяют большое количество газов, создающих пористую структуру в газонаполненных пластмассовых изделиях. Выбирая состав и количество компонентов пластмассы, можно получить изделия с теми или иными механическими, тепловыми и диэлектрическими свойствами.

Исходными материалами, из которых изготовляют пластмассовые изделия, являются прессовочные порошки (пресс-порошки). Они представляют собой вещества, состоящие из связующего, наполнителей и других компонентов, входящих в состав пластмассы. Основной характеристикой пресс-порошков является текучесть, то есть их способность растекаться под давлением в стальной пресс- форме. Чем больше текучесть пресс-порошка, тем более сложной формы можно получить пластмассовое изделие. Чем меньше текучесть пресс-порошка, тем больше должна быть величина удельного давления при прессовании пластмассовых изделий.

Прессование пластмассовых изделий производят в стальных пресс-формах. Пресс-формы для изделий малого габарита имеют несколько гнезд, что позволяет за одно прессование получить сразу не¬сколько изделий. Дозировка и засыпка порошка в пресс-форму осуществляются автоматически. Иногда для удобства прессования из пресс-порошка вначале изготовляют заготовки — круглые таблетки, прессуемые при относительно небольших давлениях. Их затем подогревают и накладывают в стальные пресс-формы, в которых окончательно оформляют изделие
прессованием.

Большинство пластмассовых изделий электроизоляционного назначения получают методом горячего прессования в нагретых до 120—200° С пресс-формах в зависимости от состава пресс- порошка. Некоторые пластмассовые изделия могут быть изготовлены холодным прессованием — при температуре порошка и пресс-формы 20° С. Для обеспечения высокого уровня электроизоляционных и механических свойств изделия холодного прессования должны затем подвергаться тепловой обработке — нагреванию в течение нескольких часов.

Минимальная толщина стенок пластмассовых изделий горячего прессования 1,5 мм, холодного прессования— 4—5 мм. Плотность пластмасс 0,9—2,8 г/см3. Нагревостойкость пластмасс широкого применения (фенопласты, аминопласты) 105—120° С. Наиболее высокой нагревостойкостью (180—220° С) обладают пластмассы на основе кремнийорганических связующих веществ и минеральных наполнителей (молотый кварц, стеклянное волокно). Пластмассы на основе кремнийорганических и эпоксидных связующих веществ отличаются стойкостью к грибковой плесени и влагостойкостью.

По сравнению с чистыми полимерами (полиэтилен, поливинилхлорид и др.) пластмассы на их основе обладают несколько пониженными электроизоляционными свойствами. Это вызвано введением в полимеры красителей, наполнителей и других веществ с целью повышения механической прочности и нагревостойкости пластмасс. Лучшими характеристиками обладают пластмассы на основе кремнийорганических связующих.