Незаменимые качества


Давайте проследим, за счет каких качеств пластмассы побеждают сталь в машиностроении. Для изготовления подшипников из полиамидной смолы — нейлона — не требуется столь высокой точности, как при изготовлении подшипников металлических. А работают они дольше. Мало того, они способны гасить вибрации вращающихся деталей, которые приносят подчас много неприятностей. С переходом на нейлоновые подшипники удалось, например, вдвое повысить скорость веретен прядильных машин, где опасные вибрации были погашены в материале подшипника. Эти достоинства пластмассовых деталей объясняются высокой упругостью капрона и его малым коэффициентом трения. Податливость пластмассы предотвращает сосредоточение нагрузок на малых участках; подобно подушке, подшипник приспосабливается к любой форме опорной поверхности вала, плотно к ней прилегая.

пластмассовая башня

Силосную башню можно изготовить из пластмассы. Она представляет собой чехол из виниловой пленки, который помещается в собираемый из отдельных секций проволочный сетчатый каркас. После заполнения силосом (а башня вмещает его 40 Т) чехол сверху завязывают. Пластмассовая пленка предохраняет силос от попадания воздуха и влаги, и он хорошо сохраняется. Башня очень портативна: в сложенном состоянии она умещается в коробке размерами 60x120 см. Ее легко можно перевезти в нужное место и быстро собрать. Диаметр башни в собранном виде более 4 м, а высота 3,5 м.

Пластмассовые шестерни работают бесшумно. Сопрягаясь с металлическими, они не искрят, а это очень важно в тех случаях, когда машина работает на взрывоопасном производстве. Пластмассы в 5-8 раз легче стали и поэтому незаменимы для быстродвижущихся деталей машин и самолетного оборудования, конструируя которые инженеры стараются выгадать каждый грамм веса.

Болты из спрессованного нейлона не нужно изолировать от электрического тока. Благодаря своей упругости они незаменимы при соединении неподвижных деталей. Из них можно изготовлять «равнопрочные» детали, в то время как металлические детали машин срабатываются в разные сроки, что ведет к частым поломкам и усложняет ремонт. Кузова автомашин и катеров, изготовленные из армированных пластмасс, не боятся ударов при столкновении. Если даже в них образуются вмятины, их можно выпрямить, просто нажав на них с противоположной стороны. Сейчас уже появились пластмассовые пружины, не подверженные коррозии и не теряющие эластичности долгое время.

Искусственные полимерные материалы способствуют более полноценному использованию природного полимера — дерева. Каждый знает, что дерево легко расколоть вдоль, разделяя волокна, и трудно перерубить их поперек. Хотя древесина неплохо поддается обработке, затраты труда на все процессы обработки весьма велики и относительно мало продуктивны, потому что остается много отходов. Не использовались ветки, горбыли, стружки, опилки — больше половины исходного материала пропадало, пока на выручку не пришли полимерные материалы. Ими пропитывают и оклеивают размолотые или превращенные в стружку былые «отходы», и под горячим прессом получаются древесно-волокнистые или древесно-стружечные плиты.

Свойства их во всех направлениях одинаковы: их не «поводит» при повышенной влажности, они не рассыхаются и не подвержены загниванию. Для наружной отделки изделий из древесно-волокнистых или древесно-стружечных плит могут служить тонкие слои ценной породы натуральной древесины (так называемый шпон) или их многокрасочные печатные
воспроизведения, защищенные от повреждений тонкой прозрачной пленкой из того или иного полимера. Таким образом, при помощи полимеров не только используются былые отходы, но и не утрачиваются декоративные качества дерева.

В судостроении древесина очень давно уступила главные позиции металлу, защищаемому от разрушающего воздействия морских солей и биологического обрастания полимерными пленками с добавкой ядовитых веществ. Сейчас и в конструкции малых судов ее окончательно вытесняют легкие и прочные полимерные материалы с каркасной основой из стеклоткани. Склеенные из пропитанной полимерами стеклоткани корпуса судов отделывают изнутри еще более легкими, плавучими обшивками из пористых полимеров.

Прочность всех этих древесных и стекловолокнистых материалов на полимерной основе поразительна, в особенности если принять во внимание их малый удельный вес. Например, слоистые бумажные пластики, пропитанные одним из самых старых и самых распространенных видов полимеров — смолами, изготовляемыми из формальдегида и фенола, при удельном весе 1,3-1,4, имеют прочность на разрыв 7-10 кГ на 1 мм².

Пластические массы, изготовленные из стеклянной ткани, пропитанной другим видом полимеров — полиэфирными смолами, которые получаются при реакции фталевого ангидрида с глицерином (глифталь или глипталь), прп удельном весе 1,6-1,8 обладают разрывной прочностью в 30-70 кГ на 1 мм². Дерево при удельном весе 0,5-0,8 имеет прочность на разрыв 7 кГ на 1 мм². Прочность обычной стали 60 кГ на 1 мм², зато удельный вес 7-8. Уступая дереву по удельному весу, пластические массы превосходят по прочности не только дерево, но и многие металлы.

Строительные материалы, изготовленные на основе полимеров, благодаря своему небольшому удельному весу гораздо выгоднее камня. Они расширяют области полезного применения искусственных камней, к которым относятся и давно известные материалы — обожженная глина, стекло, бетон.

Многие полимеры, среди которых наибольшее распространение получили акриловые смолы (полимеры акриловой, метакриловой кислот и их производных — эфиров и нитрилов), успешно заменяют обычное стекло во всех случаях, когда высокий удельный вес и природная хрупкость стекла — этого превосходного во всех остальных отношениях материала — препятствуют его использованию. Например, полиметакрилат (полимер метилового эфира и метакриловой кислоты), широко известный под названием плексигласа, позволил остеклить самолеты непробиваемой прозрачной броней.

Из полиметакрилата, который называют также «органическим стеклом», изготовляют увеличительные небьющиеся стекла для часов, циферблаты, прозрачные сосуды, не говоря уже о многих изящных и красивых изделиях народного потребления. Для прослоек в безопасных стеклах автомашин начинают применять прозрачную виниловую смолу — поливинил-бутираль, Она не изменяет своего цвета под действием ультрафиолетовых лучей и сохраняет прочность при низких температурах.