Файл: Вульф Б.К. Авиационные неметаллические материалы (пластмассы и резина).pdf

3. С в е т о п р о з р а ч н ы е — для остекления кабин и фона­ рей самолета, турельных башен, для кодовых и сигнальных ог­ ней; к светопрозрачным пластикам относятся органическое стек­ ло, триплекс, целлулоид (применяется весьма ограниченно).

и фрикционных передач — асботекстолит, прессматериалы с ас­ бестовым наполнителем.

8.К и с л о т о у п о р н ы е , х и м о с т о й к и е — фторопла­ сты, полихлорвинил.

9.О б л и ц о в о ч н о - д е к о р а т и в н ы е — разновидности

гетинакса.

Часто одна и та же пластмасса обладает свойствами, харак­ терными для различных групп. Например, слоистый пластик-тек­ столит может служить одновременно конструкционным, элект­ роизоляционным и прокладочным материалом.

Поэтому в дальнейшем изложении строго не выдерживается какой-либо единственный принцип классификации; ниже пласт­ массы группируются по наиболее характерным признакам,, с уче­ том их эксплуатационных, технологических и других наиболее отличительных особенностей.

III.СЛОИСТЫЕ ПЛАСТМАССЫ

Вслоистых пластиках наполнителями служат различные слоистые материалы, преимущественно ткани. К их числу отно­

сятся:

с т е к л о т е к с т о л и т — стеклянная ткань, пропитанная смолой;

С ВАМ* — направленное стеклянное волокно, пропитанное

ас б о т е к с т о л и т — асбестовая ткань, пропитанная смолой.

Вкачестве связующего вещества широко применяются тер­ мореактивные фенольно-формальдегидные смолы.

* Стекловолокнистый анизотропный материал.

9

1. Получение и свойства фенольно-формальдегидной смолы

Фенольно-формальдегидные смолы возникают при реакции

Вдальнейшем ход реакции конденсации определяется коли­ чественным соотношением исходных продуктов и характером ка­ тализатора.

Вслучае избытка фенола, в присутствии кислого катализа­

тора образуются линейные молекулы термопластичной новолачной смолы (см. выше стр. 7); этой смоле могут быть сообщены термореактивные свойства путем добавления уротропина.

При избытке формальдегида и наличии щелочного катали­ затора образуются более разветвленные макромолекулы термо­ реактивной р е з о л ь н о й смолы, имеющей строение:

Различают три формы фенольно-формальдегидной смолы, пере­ ходящие одна в другую при нагревании:

1. Смола в стадии А —резол — хорошо растворяется в спирте, ацетоне и легко плавится. Раствор резола в спирте на­

вании не плавится, а лишь обугливается, начиная с температу­ ры ~300°.

10

Переход одной формы смолы в другую объясняется услож­ нением строения макромолекул, их пространственным разветвле­ нием.

Существование нескольких форм фенольно-формальдегид- ной смолы позволяет изготовлять детали из пластмасс на ее осно­ ве путем горячего прессования (в стадии резола), а последую­ щим нагреванием («выпечкой») сообщать материалу необходи­ мые в эксплуатации термостойкость и устойчивость к действию нефтепродуктов, спирта и масла (стадия резита).

2.Стеклопластики

Кстеклопластикам относятся стеклотекстолит и СВАМ (стекловолокнистый анизотропный материал). В стеклотексто­

в широких пределах, изменяя относительную ориентацию листов шпона.

В настоящее время наиболее распространенным слоистым авиационным пластиком является стеклотекстолит.

Получение стеклотекстолита

Необходимое для изготовления стеклопластиков стеклян­ ное волокно получают путем вытягивания расплавленного стек­ ла при 1200—1400° через тонкие отверстия (фильеры) со ско­ ростью до 2000 м/сек.

Тонкие стеклянные волокна обладают очень большой проч­ ностью; так, волокно диаметра 2—3 мк имеет предел прочности при растяжении 500—600 кг/мм2. Еще прочнее волокна из кварца, для которого при 0 — 3 мк аь = 2500 кг/мм2-, это весьма перс­ пективный материал как наполнитель слоистых пластиков.

С увеличением диаметра изолированных стеклянных воло­ кон их прочность падает; однако, в сочетании со смолой, наи­ большая прочность волокон отвечает некоторому оптимальному значению диаметра. Поэтому практически применяют стеклян­ ное волокно диаметром 5—15 мк.

Обычно используют бесщелочное стекло, так как по сравнению со щелочным оно обладает большей прочностью, луч­ шей химической стойкостью и более высокими диэлектрически­ ми характеристиками. ,

Существуют два основных пути получения стеклопластиков.

11

Первый путь заключается в изготовлении из стеклянного во­ локна стеклоткан'и и последующей пропитке последней связую­ щей смолой в условиях горячего прессования.

По такому методу получают стеклотекстолит. Непрерывную пропитку ткани смолой (в случае применения поликонденсационных смол) можно осуществлять в пропиточных машинах (фиг. 1), используя при этом раствор смолы в спирте; после суш­ ки при 70—75° пропитанную ткань разрезают на листы или за­ готовки, складывают в пачки и подвергают горячему прессова­ нию; в случае применения обычных смол прессование ведут при t° 150° и давлении р —-25—100 кг/см2.

ный шкаф; 4 — паровые секции; 5 — вытяжная труба; 6 — приемный вал.

Таким же методом получают другие слоистые пластики (текстолит, гетинакс и т. п.) * Структур# пластиков этого типа показана на фиг. 2.

* Способ изготовления изделий из слоистых пластиков на основе поли­

12

Второй путь изготовления стеклопластиков типа СВАМ описан ниже, в соответствующем разделе (стр. 19).

Для ряда марок стеклотекстолита применяют связующее на основе рассмотренных выше термореактивных фенольно-фор-

мальдегидных смол (например, клей БФ, представляющий спир­ товой раствор фенольно-альдегидной бутварной смолы).

Однако в последнее время, наряду с ними, начинают широ­ ко использовать новые смолы — эпоксидные, полисилоксановые

(кремнийорганические), полиэфирные и др. Нередко приме­ няют также смешанные смолы — эпоксидно-фенольные, феноль­

носиликоновые и т. п.; при этом образуются рассмотренные вы­ ше «сополимеры» или «привитые полимеры», сообщающие пластмассам улучшенные и часто новые качества. Рассмотрим некоторые особенности новых смол.

щества, построенные из цепеобразных молекул, имеющих на концах «эпокси-группы»

О

Благодаря этим группам жидкие эпоксидные смолы легко вступают при обычной температуре или при нагревании в реак­

цию с различными веществами, содержащими «подвижные» ато­ мы водорода (например, аминами, фенолами и т. п.); таким об­

разом они легко совмещаются с другими смолами — фенольноформальдегидными, полиэфирными и т. п. В результате обра­

чительно высокой адгезией по отношению к волокнам наполни­ теля (например, стекловолокну), а также к конструкционным материалам.

Вместе с тем, эпоксидные смолы обладают большой стой­ костью к большинству кислот, щелочей и органических раство­ рителей, хорошей теплостойкостью и высокими диэлектрически­

ми свойствами. В связи с этим они находят все большее приме­ нение в производстве авиационных пластмасс.

П о л и с и л о к с а н о в ы е ( к р е м н и й о р г а н и ч е с к и е ) см олы разработаны в СССР чл. корр. АН СССР К- А. Андриа­

13