Противопенные свойства масел. 7 страница

кого давления, называют полиэтиленом высокой плотности.

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) – прочный, легкий, эла-

стичный пластик с низкой газо-, паропроницаемостью, хороший ди-

электрик, отличается высокой химической и морозостойкостью. К

недостаткам его можно отнести высокий коэффициент линейного

расширения и низкую стойкость к ультрафиолетовому излучению.

Применяется как прокладочный материал, из него изготавлива-

ют колпачки для защиты резьбы, пробки топливных баков, трубки,

шланги, бачки опрыскивателя ветрового стекла и расширительного

для антифриза и другие детали, не подверженные действию ультра-

фиолетовых лучей. Сегодня это самый дешевый материал.

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) более прочный и жесткий

материал по сравнению с ПЭВД, остальные свойства те же, что и у

ПЭВД. Из полиэтилена низкого давления изготавливают педали при-

вода дроссельной заслонки, бачки главного тормозного цилиндра и

сцепления, внутреннюю оболочку троса ручного тормоза, кран ото-

пителя, крыльчатки и топливные баки, не подверженные воздействию

прямых солнечных лучей.

Полипропилен это продукт полимеризации пропилена при низ-

ком давлении. По механическим свойствам превосходит, а по хими-

ческим и диэлектрическим свойствам равноценен полиэтиленам. При

изготовлении деталей литьем под давлением усадка изделия меньше

и более стабильна, чем у полиэтилена. К недостаткам обычного по-

липропилена относится низкая морозостойкость; изготовленные из

него детали удовлетворительно работают до температуры –10°С.

Морозостойкий полипропилен (МПП) получают модификацией

полипропилена этиленпропиленовым каучуком. Морозостойкий по-

липропилен уступает не модифицированному полипропилену в жест-

кости, равноценен по ударной прочности и превосходит в прочности

на изгиб и морозостойкости, которая у МПП составляет –45°С. Поли-

пропилен применяется для изготовления кожухов и каналов отопите-

ля, вентиляторов, рулевых колес, корпусов и крышек вещевого ящи-

ка, панелей приборов и т.д. Из полипропилена, наполненного таль-

ком, изготавливают крыльчатки вентиляторов, сложной формы при-

борные панели, полки, облицовку потолка и дверей, внутреннюю об-

лицовку багажника и т.д.

Полиэтилен и полипропилен, армированный рубленым стекло-

волокном, называют "Штапол". Это листовой полуфабрикат толщи-

ной от 0,8 до 5,0 мм, применяется для производства крупногабарит-

ных изделий методом штампования в холодных пресс-формах, ис-

пользуемых при изготовлении изделий из металлического листа. Лис-

товые заготовки предварительно нагревают до 180–200°С. Давление

штампования зависит от конфигурации изделия и колеблется от 5 до

10 МПа, длительность цикла штампования от 20 до 50 с.

Поливинилхлориды (ПВХ) представляют собой высокомолеку-

лярные продукты полимеризации винилхлорида или монохлорэтиле-

на (СН2=СНCl), содержащие до 56,8 % связанного хлора. Это обеспе-

чивает им пониженную горючесть. Пластмассы на основе ПВХ мож-

но разделить на две группы: содержащие и не содержащие пласти-

фикаторы.

Пластифицированный ПВХ выпускается под названием пла-

стикат ПВХ. Пластикат ПВХ получают смешиванием ПВХ с пла-

стификаторами, которые снижают температуру стеклования и вязкого

течения материала, значительно облегчая его переработку. С увели-

чением содержания пластификатора повышается его морозостой-

кость, возрастает относительное удлинение при растяжении, одно-

временно понижается механическая прочность и ухудшаются диэлек-

трические свойства.

Пластикаты легко перерабатываются методом экструзии. Экс-

трузия или шприцевание – это технологический процесс, основанный

на продавливании пластмассы через отверстия определенного сече-

ния для получения уголков, декоративного профиля, труб, шлангов

или листового и рулонного материалов. Кроме того, возможно дубли-

рование или нанесение покрытий на бумагу, картон, ткани, фольгу

для получения линолеума, искусственной кожи, металлизированных

декоративных профилей и т.д.

Непластифицированный ПВХ называют винипластом. Это же-

сткие пластмассы на основе ПВХ, получаемые смешиванием смолы

ПВХ со стабилизаторами и наполнителем. Материал имеет доста-

точно высокие механические свойства, хорошую химическую, водо-

и грибостойкость. Недостатками винипластов являются невысокая

теплостойкость и низкая ударная прочность.

Полистирольные пластики или полистиролы получают поли-

меризацией стирола (винилбензола) (С6Н5СН=СН2) или сополимери-

зацией этого мономера с другими мономерами, такими как акрило-

нитрилом, метилметакрилом или каучуками: бутадиеновым и бутади-

енстирольным.

Полистирол обычный обладает высокой водостойкостью, высо-

кими диэлектрическими свойствами и хорошей химической стойко-

стью. Основные недостатки полистирола: низкая атмосферная стой-

кость, т.е. склонность к быстрому старению, невысокая термическая

стойкость, склонность к растрескиванию, плохая бензостойкость и

механическая прочность. Поэтому чистый полистирол не применяет-

ся в конструкции современных автомобилей.

Широкое применение находят сополимеры стирола: АБС –

тройной сополимер акрилонитрилбутадиена и стирола, МС – сополи-

мер стирола с метилметакрилатом, МСН – тройной сополимер с ме-

такрилатом и акрилатом, а также УПС – ударопрочный полистирол.

Они могут перерабатываться прессованием, литьем под давлением,

экструзией и вакуумформованием.

Из ударопрочного полистирола изготавливают детали, не под-

верженные воздействию прямых солнечных лучей, бензина, керосина

и растворителей, а это ограничило область их применения такими де-

талями, как тройник омывателя ветрового стекла, корпус подлокот-

ника и другие детали внутреннего интерьера кузова.

Из полистиролов МС и МСН, имеющих повышенный блеск и

высокую светопроницаемость, изготавливают отражатели света, рас-

сеиватели, подфарники, детали спидометра и др.

Пластики АБС стойки к воздействию бензина, смазочных масел,

ударопрочны, имеют хороший декоративный вид, легко обрабатыва-

ются даже при изготовлении крупногабаритных деталей. Они явля-

ются одним из основных конструкционных материалов, но вытесня-

ются более дешевыми полипропиленами.

Фторопласты (техническое название) представляют собой поли-

этилен, у которого все или часть атомов водорода замещены фтором.

Политетрафторэтилен или фторопласт– 4-это синтетический

полимер с общей формулой [– СF2 – СF2 – ]n, представляет собой

твердый, молочно-белый эластичный, хладотекучий пластик с темпе-

ратурой разложения около 415°С, не поглощает воду, не горит, не

растворяется и не набухает в растворителях. Он стоек к кислотам,

окислителям, щелочам и обладает высокими диэлектрическими свой-

ствами. Основным свойством, отличающим фторопласт от других

пластмасс, является очень низкий коэффициент трения по сравнению

с большинством известных конструкционных материалов.

В автомобилестроении применяется ограниченно из-за отсутст-

вия метода переработки, обеспечивающего крупносерийное и массо-

вое производство. Находит некоторое применение при ремонте авто-

мобиля, так как хорошо обрабатывается на металлорежущих станках.

Полиамиды представляют собой высокомолекулярные полиме-

ры, содержащие в основной цепи молекулы [– СО – NН –]n амидную

группу NН. Обладают высокой механической прочностью, малой

плотностью и хорошими антифрикционными и диэлектрическими

свойствами. Детали из полиамида выдерживают нагрузки, близкие к

нагрузкам, допустимым для цветных металлов и сплавов. Обладая

высокими антифрикционными свойствами, полиамид уступает только

фторопласту, превосходит фторопласт в износостойкости и несущей

способности. Полиамиды легко перерабатывают литьем под давлени-

ем, экструзией, центробежным литьем и заливкой. Широкое приме-

нение ограничивается его высокой стоимостью. Полиамиды приме-

няют для изготовления вкладышей и втулок шарниров рулевой тра-

пеции, вкладышей шаровой опоры рычага управления коробкой пе-

редач и других изолирующих или опорных втулок.

Одним из путей улучшения свойств полиамидов является на-

полнение их стекловолокном, дисперсными наполнителями типа гра-

фита, дисульфидамолибдена, талька и т.д.

Механическая прочность и теплостойкость наполненных стек-

ловолокном полиамидов увеличиваются по сравнению с ненаполнен-

ными в 2–3 раза. Значительно возрастают сопротивление ползучести,

усталостная прочность, а износостойкость в 5–10 раз. Термический

коэффициент линейного расширения армированных полиамидов в 2–

3 раза меньше, чем у ненаполненных, и равен коэффициенту линей-

ного расширения алюминия.

В автомобильной промышленности полиамиды используют для из-

готовления деталей с жесткими размерными допусками, работающих в

интервале температур от –60 до +150°С, а также деталей, несущих на-

грузки. Это крыльчатки, шестерни, корпусы деталей карбюратора, отопи-

теля, топливной аппаратуры, крышки бензобака, различные втулки и др.

Полиформальдегиды – это продукт полимеризации формальде-

гида, имеет общую формулу [– ОСН2 –]n. Представляет собой белое

непрозрачное вещество с температурой плавления 164–180°С. Обла-

дает высокими прочностными характеристиками и стойкостью к ис-

тиранию. По этим показателям превосходит все другие пластмассы,

включая полиамиды и поликарбонаты. Нерастворим при комнатной

температуре в распространенных растворителях, минеральные кисло-

ты разрушают этот полимер, он горюч и физиологически безвреден.

Из полиформальдегида изготавливают корпусы жиклеров омы-

вателя, детали замка капота, всевозможные распорные кольца и втул-

ки, детали карбюратора, топливного насоса, трубопроводы, ручки

дверей, электрические и механические переключатели и др.

Поликарбонаты – это оптически прозрачные термопластичные

полимеры, получаемые поликонденсацией эфиров или хлорангидрида

угольной кислоты с диоксисоединениями, имеют общую формулу

[– О – R – О – СО – О – R –]n, где R – радикал двухатомного фенола

С6Н5ОН. Изделия из поликарбонатов обладают высокими физико-

механическими свойствами, в частности прочностью при изгибаю-

щих и ударных нагрузках, морозостойкостью до -100°С и термостой-

костью до 135°С. Перерабатываются всеми известными методами пе-

реработки термопластов и легко окрашиваются.

Из поликарбонатов изготавливают рассеиватели и светофильтры

осветительной аппаратуры, корпусы фонарей, где температура при экс-

плуатации поднимается выше 90°С и диакриловые пластики размягча-

ются. Высокую механическую прочность и термостойкость этих пласт-

масс используют для изготовления как мелких, так и крупногабаритных

изделий, от таких, как воздушные заслонки системы отопления салона,

до бамперов легковых автомобилей, выдерживающих удар при скоро-

сти до 8 км/ч.

Полиэфирные стеклопластики – это композиционные мате-

риалы, содержащие стекловолокнистые наполнители (ткани, маты,

рогожи, рубленые нити), и связующие на основе ненасыщенных по-

лиэфирных смол. Относятся к группе термореактивных пластмасс. В

состав связующего, кроме смол, входят отвердители, ускорители,

пластификаторы и другие добавки, обеспечивающие требуемые для

переработки или эксплуатации свойства. Особенностью изготовления

из этих материалов требуемых изделий является возможность изго-

товления их при низких давлениях и температурах.

В полиэфирных пластиках в зависимости от состава связующего

и вида наполнителя в автомобильной промышленности применяют

два основных вида материалов: стеклопластики контактного формо-

вания и перепреги.

Стеклопластики контактного формования содержат наполни-

тель – стеклоткань, стеклорогожу или стекломат и связующие, обес-

печивающие отверждение материала при комнатной температуре.

Материал получается в момент изготовления детали путем послойной

пропитки и укладки стеклонаполнителя в форму.

Главным достоинством и особенностью этих материалов является

возможность получения крупногабаритных панелей на простой оснаст-

ке без применения давления. Недостатками этого процесса являются

высокая трудоемкость и длительный цикл производства детали.

В связи с этим они рекомендуются для создания образцов изде-

лий или выпуска небольших серий кузовных крупногабаритных па-

нелей типа обтекателя или целых кузовов легковых автомобилей тю-

нинговыми и другими предприятиями.

Перепреги представляют собой рулонные пластики-

полуфабрикаты. Это полностью готовые к переработке, предвари-

тельно пропитанные смолой, защищенные с обеих сторон пленкой

материалы, содержащие стекловолокнистый наполнитель, инициатор

отверждения, пластификатор, смазку и т.д. Особенностью этих мате-

риалов является то, что реакция полимеризации не идет при комнат-

ной температуре.

Перепреги перерабатывают в изделия методом горячего прессо-

вания в закрытых хромированных пресс-формах. Перед прессованием

полуфабрикат освобождают от пленки, дозируют взвешиванием. Раз-

мер заготовки для прессования имеет простую форму и меньше раз-

мера полости матрицы, что позволяет автоматизировать процесс за-

грузки и извлечения готовой детали. Время изготовления 40–60 с на

1 мм толщины изделия, удельное давление прессования 3–8 МПа.

Высокие механические свойства и возможность переработки

при низком давлении делают перепреги перспективным материалом

для производства крупногабаритных деталей.

При использовании смол, дающих большую усадку, на поверх-

ности изделий проявляются волокна наполнителя, ухудшающие его

внешний вид. Такие перепреги идут на изготовление корпусов и

крышек аккумуляторных батарей, облицовки радиатора внутренних

панелей кузова и дверей и т.д. В некоторых автомобилях из малоуса-

дочных перепрегов изготавливают горизонтальные панели, такие как

крыша кузова, капот и крышка багажника.

Фенопласты относятся к группе реактопластов – это давно из-

вестный и широко распространенный вид пластмасс, изготавливают

на основе фенолформальдегидных смол, получаемых путем реакции

поликонденсации между фенолом (С6Н5ОН) и формальдегидом

(Н2С = О –) в присутствии щелочных или кислых катализаторов.

В зависимости от наполнителя фенопласты подразделяют на по-

рошкообразные, волокнистые и слоистые материалы. Фенопласты,

содержащие порошкообразные наполнители, такие как древесную

муку или минеральные наполнители, называют пресс-порошками.

Фенопласты, содержащие наполнитель в виде хлопчатобумажных

волокон, называют волокнитами, а в виде стеклянных волокон –

стекловолокнитами. Если в качестве наполнителя используют ткани,

то они называются текстолитами, а если бумагу, то гетинаксами.

В фенопластах высокие механические свойства, хорошие ди-

электрические показатели сочетаются с относительно низкой стоимо-

стью. К недостаткам этих пластмасс можно отнести высокое давле-

ние переработки. В конструкции автомобиля нашли широкое приме-

нение практически все виды этих пластмасс: пресс-порошки; волок-

ниты; стекловолокниты; текстолиты и гетинаксы. Однако большее

применение нашли пресс-порошки и текстолиты.

Из пресс порошков чаще изготавливают различные детали элек-

трооборудования автомобиля и, в частности, крышку распределителя

зажигания. Из текстолитов изготавливают шестерни распределительного

вала, крыльчатки водяного насоса, шайбы уплотнительные и изолирую-

щие, клапаны топливного насоса и др. Однако широкое применение это-

го материала ограничено необходимостью получения изделия механиче-

ской обработкой отпрессованной заготовки. Гетинаксы применяют для

изготовления несложных деталей, а самое основное – из них изготавли-

вают печатные платы различных электрических приборов.

9.2. Лакокрасочные материалы

Лакокрасочными материалами называют композиции, способ-

ные обеспечить на металлах, дереве и других материалах формирова-

ние сплошных покрытий с заданным комплексом свойств (механиче-

ская прочность, сцепление с подложкой, стойкость к климатическим

факторам, кислотам, солям и прочее).

Главной составной частью каждого лакокрасочного материала

является пленкообразующее или связующее вещество, способное в

результате отверждения образовывать прочную пленку, хорошо при-

липающую к подложке (твердой поверхности).

Вторым важным компонентом являются пигменты – вещества,

придающие покрытиям нужный цвет. Пигменты являются обязатель-

ными составляющими любых лакокрасочных материалов, за исклю-

чением лаков и политур.

В подавляющем большинстве случаев в состав лакокрасочных

материалов (ЛКМ) входят растворители, которые необходимы для

снижения рабочей вязкости материала до необходимого уровня,

обеспечивающего легкое и качественное его нанесение. Для удешев-

ления материала, а также для придания ему определенных свойств

используют также наполнители, как правило минеральные порошки.

Для повышения скорости высыхания ЛКМ в их состав вводят

сиккативы (ускорители полимеризации). Кроме перечисленных выше

компонентов, являющихся основными, в состав лакокрасочных мате-

риалов могут входить некоторые другие компоненты, улучшающие оп-

ределенные свойства, например повышающие вязкость, препятствую-

щие образованию воздушных пузырьков на окрашенной поверхности.

9.2.1. Условные обозначения лакокрасочных материалов

ЛКМ можно условно разделить на шесть основных групп.

1. Лаки – это растворы пленкообразующего материала, которые

после высыхания создают однородное прозрачное покрытие.

2. Краски – это суспензии пигментов и наполнителей в олифе

или в водной дисперсии синтетических полимеров, дающие непро

зрачное покрытие, как правило, без блеска.

3. Эмали – это суспензии наполнителей и пигментов в растворе

полимеров (лаке), дают блестящее покрытие, как правило, более

твердое, чем краска.

4. Грунты – это краски или эмали, обладающие высокой адге-

зионной прочностью. К грунтам лучше, чем к необработанной по-

верхности, прилипают ЛКМ. Декоративные свойства грунтов хуже,

чем у красок и эмалей.

5. Шпатлевки – это густая, вязкая композиция, предназначенная

для заполнения и сглаживания неровностей окрашиваемой поверхно-

сти.

6. Порошковые краски – сухая композиция из порошкообраз-

ных пленкообразующих веществ, пигментов и наполнителей, дающая

после расплавления, а затем охлаждения непрозрачную твердую бле-

стящую пленку.

9.2.2. Маркировка лакокрасочных материалов

и области их применения

Лакокрасочные материалы (эмаль, грунтовка, шпатлевка) мар-

кируются пятью группами буквенно-цифровых знаков с учетом хи-

мического состава и области применения (табл. 9.1).

Буквенное обозначение ЛКМ показывает, на основе какого

пленкообразующего они изготовлены. По преимущественному на-

значению или области применения ЛКМ разделяют на следующие

группы: 1) атмосферостойкие; 2) ограниченно атмосферостойкие;

Обозна- чение Вид пленкообразующего Обозна- чение Вид пленкообразующего МА Масляные ХВ Перхлорвиниловые ПФ Пентафталевые МЛ Меламиноалкидные НЦ Нитроцеллюлозные АК Полиакриловые ГФ Глифталевые КЧ Каучуковые БТ Битумные СС Сополимерно-стирольные МС Масляно-стирольные УР Полиуретановые ВЛ Поливинилацетатные ХС Сополимерновинилхло- ридные ЭТ Этрифталевые ФЛ Фенольные ПЭ Полиэфирные ЭП Эпоксидные МЧ Мочевиноформальдегидные АС Алкидно-акриловые КО Кремнеорганические КФ Канифольные

3) консервационные; 4) водостойкие; 5) специальные; 6) маслобензо-

стойкие; 7) химически стойкие; 8) термостойкие; 9) электроизоляци-

онные; 0 – Грунтовки 00 – Шпатлевки

Таблица 9.1

Основные лакокрасочные материалы

Отнесение к одной из данных групп достаточно условно и озна-

чает лишь, что данный материал, безусловно, подходит для указан-

ных целей. Однако многие из них могут применяться и для других

целей, например атмосферостойкие материалы (1), как правило, под-

ходят и для внутренних работ (2), а отдельные термостойкие (8) ЛКМ

могут являться также электроизоляционными (9) и химически стой-

кими (7) одновременно.

Большинство лакокрасочных материалов имеет условное назва-

ние в соответствии с ГОСТ 9825-73 “Материалы лакокрасочные.

Классификация и обозначения”.

Например: " Эмаль ПФ-115 белая”. Первая группа знаков в ус-

ловном названии обозначает вид лакокрасочного материала, в нашем

случае " эмаль ". Вторая группа знаков, состоящая из двух (иногда

больше) прописных букв, указывает, на основе какого пленкообра-

зующего изготовлен данный материал (" ПФ " – пентафталевый). В

третьей группе знаков первая цифра (или две в случае шпатлевки)

после дефиса означают преимущественное назначение материала, в

частности " 1 " обозначает, что данная эмаль относится к атмосферо-

стойким лакокрасочным материалам. Четвертая группа знаков обо-

значает порядковый номер, присвоенный данному материалу органа-

ми государственной регистрации. Она состоит из одной, двух или

трех цифр и находится сразу после цифры (или двух нулей для шпат-

левок), обозначающей преимущественное назначение материала, в

нашем случае " 15 ". Пятая группа в некоторых случаях – это цвет " бе-

лая ", или другие особенности лакокрасочного материала. Тогда пол-

ное название краски "Эмаль ПФ-115 белая" прочтется как "Эмаль

пентафталевая, атмосферостойкая №15 белая".

Кроме обязательных составляющих названия лакокрасочных

материалов, в нем могут присутствовать в пятой группе знаков до-

полнительные буквы, характеризующие некоторые особенности дан-

ного материала. Например, в названии “Эмаль ПФ-1217 ВЭ” сокра-

щение "ВЭ" означает, что данная эмаль содержит воду, эмульгиро-

ванную в пленкообразователе, и все расшифровывается как "Эмаль

пентафталевая атмосферостойкая №217 водоэмульгированная". В на-

званиях материалов могут также встречаться следующие сокращения:

“М” – образует матовые покрытия, “ПМ” – полуматовые, “ХС” –

холодной сушки, “ГС” – горячей сушки, и т.д.

Дополнительная группа знаков (ВД) присутствует в обозначе-

нии вододисперсионных материалов. Она располагается перед знака-

ми, обозначающими вид пленкообразующего, как правило, в сле-

дующих сочетаниях: “ ВД-АК ” (вододисперсионная полиакриловая),

“ ВД-КЧ ” (вододисперсионная каучуковая).

Исключением из данной системы обозначений являются масля-

ные краски. Во-первых, если масляная краска изготавливается с ис-

пользованием одного пигмента, вместо вида лакокрасочного мате-

риала (Краска масляная) пишется название базового пигмента. На-

пример, масляная краска, изготовленная на железном сурике и пред-

назначенная для наружных работ, будет носить название “Сурик

железный МА-15”.

Кроме того, четвертая группа в обозначении масляных красок

говорит не о порядковом номере материала, а о виде олифы, на кото-

рой данная краска сделана. Так, цифра “1” означает, что краска изго-

товлена на натуральной олифе, цифра “2” указывает на то, что ком-

понентом является олифа “ Оксоль ”. Соответственно, цифра “3” оз-

начает использование глифталевой, “4” – пентафталевой, а “5” –

комбинированной олифы. Если в названии масляной краски первой

цифрой является “ 0 ”, это означает, что перед вами густотертая крас-

ка, а не грунт, как в общем случае. Тогда название краски "Сурик же-

лезный МА-15" прочтется как "Сурик железный, масляный атмосфе-

ростойкий, приготовлен на комбинированной олифе".

Следует сказать, что в последние годы многие производители ста-

ли изготавливать лакокрасочные материалы под собственными торго-

выми марками, названия которых не соответствуют ГОСТ 9825-73.

9.2.3. Основные свойства лакокрасочных материалов

Лакокрасочные материалы обладают рядом свойств, которые по-

зволяют использовать их в качестве декоративных и защитных покры-

тий, поэтому ГОСТами регламентируются наиболее важные из них.

Физические свойства:

Адгезия – способность покрытия прилипать и удерживаться на

подложке. Определяется механическим разрушением соединения на

границе "покрытие-подложка". Для этого используют метод решетча-

тых надрезов: на готовое лакокрасочное покрытие наносят "решетку"

и визуально оценивают состояние покрытия по четырехбалльной сис-

теме. Выше адгезия – меньше балл.

Высыхание – это время или степень отверждения, определяется

по способности покрытия в процессе отверждения удерживать на по-

верхности стеклянные шарики или бумагу после снятия нагрузки.

Существует семь степеней высыхания. Для лакокрасочных материа-

лов чаще всего определяется третья степень (практическое высыха-

ние), когда после снятия нагрузки массой в 200 г бумага не прилипает

к поверхности покрытия и не оставляет следа.

Дисперсность – это величина частиц в лакокрасочном материа-