Список тематических статей

СЛОИСТЫЕ ПЛАСТИКИ

Понятие и общие сведения

Слоистыми пластиками называют композитные полимерные материалы, армированные листовыми наполнителями. Эти пластики были одними из первых материалов на основе полимеров, нашедшие массовое применение еще в середине 20 века. Такие композиты, называемые также пресс-материалами, как правило, обладают соответственной слоистой структурой.

Ниже приведены основные виды пресс-сырья, применяемого в виде наполнителя для производства слоистых пластиков:

1. Целлюлозно-бумажные изделия (бумага и картон), изготовленные из целлюлозы, полимерных волокон и асбеста. Слоистые пластики с применением таких армирующих материалов, соответственно называются гетинанкс, органогетинанкс и асбопластик.

2. Тканые изделия, например хлопчатобумажные ткани, стеклоткань, углеродная или асбестовая ткань. Такие слоистые пластики носят названия текстолиты, стеклотекстолиты, углеродопласты и органоволокниты, асботекстолиты соответственно.

3. Шпон или ленты (но не ткани) из различных волокон и нитей: стеклонитей, углеродных, борных, разнообразных органических волокон, древесных волокон. Таким образом производятся разновидности слоистых стеклопластиков, угле- и боропластиков, органопластов, древесно-слоистых пластиков.

Рис.1. Декоративные слоистые пластики

Кроме армирующих наполнителей другой важнейшей частью слоистых пластиков является тип используемого полимерного связующего. При изготовлении таких композитов чаще всего применяют твердые феноло-формальдегидные олигомеры (резолы), а также водные эмульсии и водноспиртовые растворы олигомеров. Также при изготовлении слоистых пластиков используют фенолокрезолоформальдегидные олигомеры. Они применимы при высоких требованиях к диэлектрическим свойствам готового пластика. В случае использования стеклоткани в качестве армирующего наполнителя для изготовления слоистого пластика также применяют фенолоформальдегидные олигомеры, совмещенные с поливинилбутиралем. Получившиеся пластики обладают более высокой адгезией к стекловолокну. Помимо фенольных термореактивных смол при производстве пресс-материалов применяют также эпоксидные, полиэфирные и другие полимеры.  

Получение

Технологии производства разных видов слоистых пластиков, включающие разнообразные типы связующих и наполнителей, достаточно похожи и в основном включают следующие технологические операции:

1. Подготовка сырья и материалов.

2. Пропитка в ваннах или автоматических пропиточных машинах и просушка армирующего наполнителя.

3. Подготовка наполнителя путем сборки пакета или другим необходимым для конкретного композита путем.

4. Прессование слоев подготовленного наполнителя, либо намотка и дальнейшее прессование.

5. Посттермическая обработка материала горячим воздухом или инфракрасными лучами при необходимости.

Как правило, слоистый пластик приклеиваются к какой-то жесткой поверхности, поэтому обратная или изнаночная сторона листов должна иметь высокую шероховатость. С целью получения такого эффекта готовые пресс-материалы обрабатываются на специальных шероховочных станках с применением абразивной ленты или прочих абразивов.

Производство слоистых пластиков относится к пожароопасным, а в ряде отделений - и к взрывоопасным производствам. Источником этой опасности являются исходное химическое сырье, растворители, наполнители, готовая продукция и отходы производства. Некоторые из этих продуктов представляют угрозу для здоровья человека из-за своей токсичности.  

Свойства

Слоистые пластики обладают хорошими физико-механическими свойствами, особенно в продольном направлении. По прочностным показателям такие пластики существенно превосходят другие композитные, в том числе прессованные материалы. Такие свойства приводят к тому, что слоистые пластики, несмотря на бурное развитие конкурирующих материалов, по-прежнему повсеместно используются. Это наглядно демонстрируют некоторые отрасли, например радиотехника, электротехника, машиностроение, химпром, строительная и прочие индустрии.

Механические характеристики рассматриваемых композитов, в первую очередь прочностные находятся в зависимости от следующих факторов:

- типа связующего полимера и его количества,

- природы и геометрических параметров листового наполнителя,

- удельных прочностных данных армирующего наполнителя, измеренных по обеим осям,

- метода нанесения связующего на наполнитель,

- способов обработки готовых пропитанных листов.

Применение

Любой человек в современном мире встречал слоистые пластики, для этого достаточно взглянуть на окружающие нас стены и другие покрытые полимерами поверхности. Среди слоистых пресс-материалов самое широкое применение нашел декоративный пластик — это отделочный материал, подходящий при внутренней и наружной отделке домов и прочих строений любого назначения. Декоративный слоистый пластик подходит для внутренних, а также его определенные марки – для наружных работ.

Главными областями применения таких слоистых пластиков можно назвать:

1. Мебельная индустрия, в частности выпуск мебельных комплектующих, например пластиковых покрытий столешниц, других поверхностей, мебельной кромки.

2. Производство дверей для использования внутри помещений, в части так называемой «пленки».

3. Изготовление напольных покрытий, например ламинатов.

4. Внутренняя отделка вагонов, кают кораблей и т.п. помещений.

5. Производство специальной пластиковой мебели, например лабораторной, выпуск различных спортивных товаров и прочего.

6. Наружная отделка строений и крупногабаритных изделий.

Рис.2. Двери, покрытые пластиком

Производство пресс-материалов с использованием реактопластовых смол – процесс достаточно трудоемкий и, как было показано выше, многостадийный. Кроме того, он вреднее современных методов переработки пластмасс, например экструзии листов. Однако сами слоистые композитные материалы по своим эксплуатационным, декоративным и потребительским свойствам все еще выше экструдированных материалов, например из ПВХ. Таким образом, хотя в последние годы слоистые пластики постепенно вытесняются более дешевыми листовыми материалами, их области применения все еще достаточно широки.