Багров Н.М., Г.А. Трофимов, В.А. Андреев В.В. Основы отраслевых технологий

Подождите немного. Документ загружается.

161

Отходы при производстве полипропилена и отработавшие изделия из него используют для повтор-

ной переработки.

Полистирол – продукт полимеризации стирола. Твердый, жесткий, бесцветный, прозрачный

полимер, водостоек, обладает прекрасными диэлектрическими свойствами, химически инертен, легко

окрашивается в различные цвета. Недостатками полистирола являются его повышенная хрупкость

при ударных нагрузках, склонность к старению, невысокая тепло- и морозостойкость.

Полистирол перерабатывается в изделия литьем под давлением, экструзией. Его применяют

для изготовления деталей радио- и электроаппаратуры, предметов домашнего обихода, детских иг-

рушек, трубок для изоляции проводов, пленок для изоляции в электрических кабелях и конденсато-

рах, открытых емкостей (лотков, тарелок, подносов), прокладок, втулок, светофильтров, крупногаба-

ритных изделий радиотехники (корпусов транзисторных приемников), деталей электропылесосов,

мебельной фурнитуры, конструкционных изделий с антистатическими свойствами. Ударопрочным

полистиролом облицовывают пассажирские вагоны, салоны автобусов и самолетов. Из него изготав-

ливают крупногабаритные детали холодильников, корпуса радиоприемников, телефонных аппаратов

и т. д.

Поливинилхлоридные пластмассы. Пластмассы на основе поливинилхлорида (поли-

хлорвинил или сокращенно ПХВ) имеют хорошие электроизоляционные свойства, химически стойки,

не поддерживают горения, атмосферо-, водо-, масло- и бензостойки.

Обработкой порошкового ПХВ получают винипласт в виде пленок, листов, труб, стержней.

Винипластовые детали хорошо механически обрабатываются и хорошо свариваются. Из винипласта

изготавливают трубы для транспортировки воды, агрессивных жидкостей и газов, коррозионно-

стойкие емкости, защитные покрытия для электропроводки, детали вентиляционных установок, теп-

лообменников, шланги вакуум-проводов, защитные покрытия для металлических емкостей, изоляцию

проводов и кабелей. Поливинилхлорид используют для получения пенопластов, линолеума, искусст-

венной кожи, объемной тары, товаров бытовой химии, вибропоглощающих материалов в машино-

строении и на всех видах транспорта, водо-, бензо- и антифризостойких трубок, прокладок и т.д.

162

Фторопласты – производные этилена, где все атомы водорода заменены галогенами. Наибо-

лее широкое распространение получил фторопласт-4 (тефлон), или политетрафторэтилен.

Фторопласт-4 в изделиях представляет собой белое вещество со скользкой, не смачиваю-

щейся водой поверхностью. Он имеет исключительно высокие диэлектрические свойства, по химиче-

ской стойкости превосходит все известные материалы, включая благородные металлы, может дли-

тельно выдерживать температуры до 250ºС. Пленка из него не становится хрупкой даже в среде жид-

кого гелия. Он стоек к воздействию минеральных и органических щелочей, кислот, органических рас-

творителей, не набухает в воде, не смачивается жидкостями и вязкотекучими средами пищевых про-

изводств (тестом, патокой, вареньем и т.д.). При непосредственном контакте не оказывает влияния

на организм человека, разрушается только под действием расплавленных щелочных металлов. Фто-

ропласт-4 имеет низкий коэффициент трения и применяется для изготовления подшипников сколь-

жения без смазки. Фторопласты широко применяются в электро- и радиотехнической промышленно-

сти, а также для изготовления химически стойких труб, кранов, мембран, насосов, подшипников, де-

талей медицинской техники, коррозионно-стойких конструкций, тепло- и морозостойких деталей (вту-

лок, пластин, дисков, прокладок, сальников, клапанов), для облицовки внутренних поверхностей раз-

личных криогенных емкостей.

Полиакрилаты. Наиболее известным представителем этой группы является органическое

стекло (оргстекло). Оно термопластично, достаточно прочно, легче стекла, обладает высокой про-

зрачностью и пропускает ультрафиолетовые лучи, имеет высокий коэффициент преломления. Его

применяют для изготовления оптических стекол, из него делают окна самолетов и кораблей, предме-

ты домашнего обихода. Недостаток – низкая поверхностная твердость.

Полиамиды включают в себя такие известные пластмассы, как нейлон, капрон и др. Их

применяют для изготовления зубчатых колес и др. деталей машин – получают методом литья под

давлением, для электроизоляции проводов – путем нанесения на них расплавленной смолы, для из-

готовления волокна – при продавливании смолы через фильеры, для изготовления пленки и клея.

Волокна из полиамидов используют для корда автопокрышек, изготовления буксировочных канатов,

163

для производства чулочно-носочных изделий и т.д. Полиамиды имеют низкий коэффициент трения и

могут использоваться в качестве подшипников.

Полиуретаны характеризуются высокой упругостью, износостойкостью, низким коэффици-

ентом трения. Их используют для изготовления изоляции, фильтровальных и парашютных тканей,

применяют для получения пенопластов, каучуков, пленок антикоррозионных покрытий.

5.3. Основные виды термореактивных пластмасс,

их свойства и применение

Основу термореактивных пластмасс (реактопластов) составляет связующее вещество

– химически затвердевающая термореактивная смола. Кроме того, в состав реактопластов вхо-

дят наполнители, пластификаторы, отвердители, ускорители или замедлители, раствори-

тели. Наполнителями, определяющими структурную основу пластмасс, могут быть порошковые,

волокнистые и гибкие листовые материалы. Наиболее известными являются слоистые пласти-

ки, представляющие собой композиции из чередующихся слоев связующей смолы и листового

наполнителя. В зависимости от вида наполнителя слоистые пластики получают свое наименова-

ние: гетинакс (наполнитель – бумага), текстолит (наполнитель – хлопчатобумажная ткань), асбо-

текстолит (наполнитель – асбестовая ткань), стеклотекстолит (наполнитель – стеклянная

ткань), древеснослоистые пластики – ДСП (наполнитель – древесный шпон).

Слоистые наполнители пропитывают смолой, сушат и режут по размеру. Из готовых листов в

этажных прессах горячим способом прессуют плиты, а в пресс-формах – иные заготовки или детали.

Гетинакс применяют в электро- и радиотехнике в листах и плитах для изготовления пане-

лей, печатных плат, электроизоляторов, изолирующих шайб, прокладок, а также в виде труб и цилин-

дров в трансформаторах.

Текстолит применяется для изготовления зубчатых колес, вкладышей подшипников и, так

же как гетинакс, для изготовления электроизоляторов и печатных плат. В сравнении с гетинаксом он

прочнее и устойчив при нагревании до 130°С.

164

Асботекс толит отличается теплостойкостью и хорошими фрикционными свойствами. Его

применяют для изготовления трущихся деталей дисков сцепления и тормозных колодок.

Стеклотекстолит исключительно прочен и отличный электроизолятор.

При изготовлении поро- и пенопластов добавляют газообразователи – вещества, кото-

рые при нагреве разлагаются и выделяют большое количество газов, вспенивающих смолу.

5.4. Производство изделий из пластмасс

Из полимерных материалов делают зерна, нити, пленки, трубы и самые разнообразные изде-

лия сложной формы. Выбор метода изготовления изделия определяется видом полимера, его исход-

ным состоянием, а также формой и размерами изделия.

Основными методами переработки пластмасс являются: литье, прессование, экструзия, го-

рячее напыление, вакуумное и пневматическое формирование, вальцевание, обработка на станках

со снятием стружки и др. Большинство пластмасс перерабатывают в вязкотекучем состоянии спо-

собами прессования, литья и выдавливания.

Прессование пластмасс производится на гидравлических прессах в пресс-формах и на этаж-

ных прессах.

Горячее прессование в пресс-формах – один из основных способов переработки пластмасс-

реактопластов в детали.

В полость нагретой матрицы 1 (рис. 5.1, а) пресс-формы загружается материал 2 в виде порошка,

таблеток, волокон или гранул.

165

Рис. 5.1. Схема прямого (а) и литьевого (б) прессования

изделий из пластмасс:

I – загрузка пресс-материала; II – прессование; III – извлечение детали

Затем пресс-форма закрывается, сжимается, прогревается токами высокой частоты для расплав-

ления материала. Расплавленный материал под давлением пуансона 3 заполняет всю полость матрицы.

После затвердевания пресс-форма открывается и деталь 4 удаляется с помощью выталкивателя 5.

Прессование производится на гидравлических прессах. Производительность выпуска деталей относи-

тельно невысокая, так как тратится время не только на технологический процесс, но и на закладывание

материала, и на выемку детали. Прямым прессованием получают несложные малогабаритные детали,

например, пуговицы, пряжки и т.п.

Горячее прессование применяют также для изделий глубокой вытяжки, например, корпусов

телевизоров и радиоприемников, телефонных аппаратов и т.д.

Холодное прессование отличается более высокой производительностью, так как не требует

нагрева и охлаждения пресс-формы. Его производят при высоком давлении, а после прессования

изделия подвергают термической обработке. Этот метод применяют при переработке асфальтопеко-

166

вых пластмасс – для получения баков аккумуляторных батарей, пуговиц, патронов электроламп, вы-

ключателей, розеток и т.д.

Литьевое прессование отличается от прямого тем, что прессуемый материал 4 (рис. 5.1, б)

поступает не в пресс-форму непосредственно, а в загрузочную камеру 3, где нагревается до вязко-

текучего состояния и под давлением пуансона 5 подается в матрицу через литниковое отверстие.

После выдержки в течение времени, необходимого для отверждения пресс-материала, пресс-форма

раскрывается (при поднятии пуансона 5, загрузочной камеры 3 и пуансона 2) и деталь 6 удаляется из

формы с помощью выталкивателя 7. Литьевое прессование позволяет получать сложные по форме

детали, часто с глубокими отверстиями и резьбой, со сложной металлической арматурой.

Экструзия. Технология экструзии состоит в выдавливании расплава полимера через отверстие,

сечение которого определяет форму (профиль) получаемого изделия (рис. 5.2). При обработке методом

экструзии получают стержни, трубы, листы и пленки из термопластов (реже из реактопластов), а также из

резиновых смесей (в резиновой промышленности экструзию чаще называют шприцеванием).

На рис. 5.2 приведена схема работы экструдера (шприцмашины). Порошкообразный или гра-

нулированный полимер (или смесь сырой резины) засыпают в бункер 1, откуда он попадает в рабо-

чий цилиндр 3 на вращающийся винтовой шнек 2.

Рис. 5.2. Схема непрерывного выдавливания (экструзии)

Шнек винтовыми лопостями (как в мясорубке) перемещает полимер в осевом направлении, при

этом материал проходит зону обогрева 4 и расплавляется до вязкотекучего состояния. Затем расплав

167

полимера концом шнека выталкивается через калиброванное отверстие в головке 6. Для образования

внутреннего отверстия служит оправка 5. Форма профиля фиксируется в результате охлаждения (тер-

мопласты), соединения функциональных групп (реактопласты) или вулканизации (резиновые изделия).

Получение пленочных материалов (рис. 5.3, а). Для получения пленки термопласт из рабоче-

го цилиндра 8 машины поступает в головку 7 и выдавливается через кольцеобразную щель, составлен-

ную мундштуком 6 и дорном 5, в результате чего пластмасса выходит в форме трубы. Она раздувается

воздухом, поступающим по магистрали через дорн (указано снизу стрелкой); затем пленка проходит хо-

лодильник, обдувающий ее снаружи холодным воздухом (зона 4), направляющие ролики 1 и захваты-

вающие ролики 2, которыми трубчатая пленка складывается в сплюснутый плоский рукав. Давление

воздуха внутри пузыря для получения рукава данного диаметра (а следовательно, и толщины пленки)

остается постоянным. Изменение давления определяет соответствующее уменьшение или увеличение

диаметра рукава.

Прессование на этажных прессах. Листы и плиты из термореактивных материалов прес-

суют пакетами на гидравлических этажных прессах (рис. 5.3, б), при этом заготовки материала (ткань,

стеклоткань, бумага, древесный шпон) пропитывают фенолоформальдегидной смолой и укладывают ме-

жду горячими плитами 1 пресса. Так получают листы и плиты из ПВХ, древесно-слоистые пластики, тек-

столит, гетинакс, стеклотекстолит и др. материалы.

168

Рис. 5.3. Производство пленок (а) и прессование листов

на этажном прессе (б) на экструдере

Литье под давлением (рис. 5.4) – наиболее производительный способ изготовления дета-

лей из пластмасс. Литьем под давлением получают детали из термопластов (полистирола, полиэти-

лена, полиамидов, фторопласта-3 и др.). Перерабатываемый материал из загрузочного бункера 7

подается дозатором 8 в подогреваемый рабочий цилиндр 5 с электронагревателем 4. При движении

поршня 6 определенная порция материала сдвигается в зону нагрева, плавится и через сопло 3 по-

ступает в полость 2 пресс-формы 1. После охлаждения и затвердевания материала поршень 6 воз-

вращается в исходное положение, форма раскрывается и изделие выталкивается. Одновременно

дозирующее устройство подготавливает очередную дозу материала и подает его в рабочий цилиндр.

Литьевой пресс может работать в автоматическом режиме и вручную.

169

Рис. 5.4. Схема литья под давлением

Литьем под давлением получают детали сложной конфигурации, с различной толщиной стенок,

с ребрами жесткости и т.д.

Вихревым напылением изготовляют крупногабаритные детали – кузова автомобилей, кор-

пуса лодок т.д. По этому способу стеклянное волокно рубят специальным устройством и вместе со

смолой, ускорителем и отвердителем наносят на форму (модель изделия) специальным пульвериза-

тором. После отвердевания получается готовое изделие.

Намоткой получают стеклопластиковые трубы, наматывая на оправку пропитанное смолой

стекловолокно, стеклоленту или стеклоткань.

Центробежным литьем получают детали типа тел вращения аналогично плавке металлов.

Вырубка и пробивка пластмасс осуществляется на штампах, аналогичных штампам для ме-

талла. Пластмассы поддаются всем видам резания на металло- и деревообрабатывающих станках.

Многие виды термопластов хорошо поддаются сварке с нагревом мест сварки и присадочно-

го материала горячим воздухом, ультразвуком и т.д.

170

В целом следует отметить, что пластмассы все более вытесняют традиционные материалы

(металлы, дерево и др.) и занимают их место в промышленности.

ГЛАВА 6. СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

6.1. Общая структура комплекса, его развитие и состояние

Строительный комплекс включает в себя две отрасли –строительство и промышлен-

ность строительных материалов.

Строительство – отрасль материального производства, в которой создаются основные фон-

ды производственного и непроизводственного назначения. Строительство – самостоятельная отрасль

экономики. Продукция строительства – законченные и подготовленные к вводу в действие новые или

реконструируемые промышленные предприятия, жилые дома, общественные здания и др. объекты. В

процессе строительства осуществляется расширенное воспроизводство основных фондов промышлен-

ности.

Развитие строительства в России – важнейшая предпосылка восстановления экономического

роста и совершенствования всех отраслей материального производства (промышленности, сельского

хозяйства, энергетики, транспорта, связи и др.), укрепления обороноспособности, подъема матери-

ального благосостояния и уровня жизни населения.

Строительство, осуществляемое строительными организациями, можно подразделить на

строительство в социальной сфере, включая жилищное строительство, и промышленное строи-

тельство.

Строительство как отрасль включает в себя процессы возведения зданий и сооружений –

комплекс собственно строительных работ, работ по монтажу оборудования, вспомогательные, транс-

портные и др. работы. К строительству относятся также работы по ремонту зданий и сооружений.