Реферат: Неметаллические материалы
ВВЕДЕНИЕ
Понятиенеметаллические материалы включает большой ассортимент материалов таких, какпластические массы, композиционные материалы, резиновые материалы, клеи,лакокрасочные покрытия, древесина, а также силикатные стекла, керамика и др.
Неметаллическиематериалы являются не только заменителями металлов, но и применяются каксамостоятельные, иногда даже незаменимые материалы. Отдельные материалыобладают высокой механической прочностью, легкостью, термической и химическойстойкостью, высокими электроизоляционными характеристиками, оптической прозрачностьюи т. п. Особо следует отметить технологичность неметаллических материалов.
Применениенеметаллических материалов обеспечивает значительную экономическуюэффективность.
Основойнеметаллических материалов являются полимеры, главным образом синтетические.Создателем структурной теории химического строения органических соединенийявляется великий русский химик А. М. Бутлеров. Промышленное производство первыхсинтетических пластмасс (фенопластов) явилось результатом глубокихисследований, проведенных Г. С. Петровым (1907--'1914 гг.). Блестящиеисследования позволили С. В. Лебедеву впервые в мире осуществить промышленныйсинтез каучука (1932 г.). Н. Н. Семеновым разработана теория цепных реакций(1930--1940 гг.) и распространена на механизм цепной полимеризации.
Успешноеразвитие химии и физики полимеров связано с именами видных ученых: П. П…Кобеко, В. А. Каргина, А. П. Александрова, С. С. Медведева, С. Н. Ушакова, В.В. Коршака и др. Важный вклад внесен К. А. Андриановым в развитие химиикремнийорганических полимеров, широко применяемых в качестве термостойкихматериалов.
1. Общие сведения о неметаллическихматериалах
К неметаллическим материалам относятсяполимерные материалы органические и неорганические: различные виды пластическихмасс, композиционные материалы на неметаллической основе, каучуки и резины,клеи, герметики, лакокрасочные покрытия, а также графит, стекло, керамика.
Такие их свойства, как достаточнаяпрочность, жесткость и эластичность при малой плотности, светопрозрачность,химическая стойкость, диэлектрические свойства, делают эти материалы частонезаменимыми. Они находят все большее применение в различных отрасляхмашиностроения.
Основой неметаллических материаловявляются полимеры, главным образом синтетические.
Пластические массы
Пластмассами называют искусственныематериалы, получаемые на основе органических полимерных связующих веществ.
2. Состав и свойства пластмасс
Обязательным компонентом пластмассыявляется связующее вещество. В качестве связующих для большинства пластмасс используютсинтетические смолы, реже применяют эфиры целлюлозы.
Другим важным компонентом пластмассявляется наполнитель (порошкообразные, волокнистые и другие вещества).Наполнители повышают механические свойства, снижают усадку при прессовании ипридают материалу те или иные специфические свойства.
Свойства пластмасс зависят от составаотдельных компонентов, их сочетания и количественного отношения, что позволяетизменять характеристики пластиков в достаточно широких пределах.
Термопластичные пластмассы
В основе термопластичных пластмасс лежатполимеры линейной или разветвленной структуры, иногда в состав полимеров вводятпластификаторы.
Неполярные термопластичные пластмассы. Кним относятся полиэтилен, полипропилен, полистирол и фторопласт-4.
Полиэтилен — продукт полимеризациибесцветного газа этилена, относящийся к кристаллизующимся полимерам.
Чем выше плотность и кристалличностьполиэтилена, тем выше прочность и теплостойкость материала. Он химически стоеки при нормальной температуре нерастворим ни в одном из известных растворителей.Недостаток его подверженность старению.
При меняют для изготовления труб, пленок,литых и прессованных несиловых деталей.
Полипропилен является производной этилена.Это жесткий нетоксичный материал с высокими физико-механическими свойствами.Нестабильный полипропилен подвержен быстрому старению. Недостаток полипропиленаего невысокая морозостойкость (от -10 до -20°С.
Полистирол — твердый, жесткий, прозрачный,аморфный полимер. Удобен для механической обработки, хорошо окрашивается,растворим в бензине. Недостаток его невысокая теплостойкость, склонность кстарению и образованию трещин.
Из полистирола изготавливают детали длярадиотехники, телевидения и приборов, сосуды для воды и многое другое.
Фторопласт-4 являетсяаморфно-кристаллическим полимером. Разрушение материала происходит притемпературе выше 415°С. Он стоек к воздействию растворителей, кислот,щелочей и растворителей, не смачивается водой. Недостатки хладотекучесть.
Применяют для изготовления труб, вентилей,кранов, насосов, мембран, уплотнительных прокладок, манжет и др.
Полярные термопластичные пластмассы.
Фторопласт-3 — полимер трифторхлортилена.Его используют как низкочастотный диэлектрик, кроме того из него изготавливаюттрубы, шланги, клапаны, насосы, защитные покрытия металлов и др.
Органическое стекло — это прозрачныйаморфный термопласт на основе сложный эфиров акриловой и метакриловой кислот.Материал более чем в 2 раза легче минеральных стекол, отличается высокойатмосферостойкостью, оптически прозрачен. Недостатки невысокая поверхностнаятвердость.
Применяют для изготовления штампов,литейных моделей и абразивного инструмента.
Поливинилхлорид является аморфнымполимером. Пластмассы имеют хорошие электроизоляционные характеристики, стойкик химикатам, не поддерживают горение, атмосферостойки., имеют высокую прочностьи упругость.
Изготавливают трубы, детали вентиляционныхустановок, теплообменников, строительные облицовочные плитки.
Полиамиды — это группа пластмасс сизвестными названиями капрон, нейлон, анид и др. Они продолжительное времямогут работать на истирание, ударопрочны, способны поглощать вибрацию. Стойкик щелочам, бензину, спирту, устойчивы в тропических условиях.
Из них изготавливают шестерни, подшипники,болты, гайки, шкивы и др.
Полиуретаны в зависимости от исходныхвеществ, применяемых при получении, могут обладать различными свойствами, бытьтвердыми, эластичными и даже термореактивными.
Полиэтилентерефталат — сложный полиэфир, вРоссии выпускается под названием лавсан, за рубежом — майлар, терилен. Излавсана изготавливают шестерни, кронштейны, канаты, ремни, ткани, пленки и др.
Термостойкие пластики.
Ароматический полиамид — фенилон. Изфенилона изготавливают подшипники, зубчатые колеса, деталиэлектрорадиопередатчиков.
Полибензимидазолы являются ароматическимигетероциклическими полимерами. Обладают высокой термостойкостью, хорошимипрочностными показателями. Применяют в виде пленок, волокон, тканей специальныхкостюмов.
Термореактивные пластмассы
Пластмассы с порошковым наполнителями(волокниты, асбоволокниты, стеловолокниты). Волокниты представляют собойкомпозиции из волокнистого наполнителя в виде очесов хлопка, пропитанногофенолоформальдегидными связующими. Применяют для изготовления деталейработающих на изгиб и кручение. Асбоволокниты содержат наполнителем асбест,связующее фенолоформальдегидная смола. Из него получают кислотоупорныеаппараты, ванны и трубы.
Слоистые пластмассы (гетинакс, текстолит,древеснослоистые пластики, асботесолит) являются силовыми конструкционными оподелочными материалами. Листовые наполнители придают пластику анизотропность.Материалы выпускают в виде листов, плит, труб, заготовок, из которыхмеханической обработкой получают различные детали.
Газонаполненные пластмассы
Представляют собой гетерогенные дисперсныесистемы, состоящие из твердой и газообразной фаз.
Пенопласты — материалы с ячеистойструктурой, в которых газообразные наполнители изолированы друг от друга и отокружающей среды тонкими слоями полимерного связующего. Обладают хорошейплавучестью и высокими теплоизоляционными свойствами.
Применяют для теплоизоляционных кабин,контейнеров, приборов, холодильников, рефрижераторов, труб и т.п. Мягкие иэластичные пенопласты применяют для амортизаторов, мягких сиденей, губок.
Сотопласты Изготавливают из тонкихлистовых материалов. Для них характерны достаточно высокие теплоизоляционные,электроизоляционные свойства и радиопрозрачность.
Применяют в виде заполнителей многослойныхпанелей в авиа- и судостроении для несущих конструкций.
3. Композиционные материалы снеметаллической матрицей
Карбоволокниты
Карбоволокниты представляют собойкомпозиции, состоящие из полимерного связующего (матрицы) и упрочнителей в видеуглеродных волокон (карбоволокон). Они сохраняют прочность при очень высокихтемпературах, а также при низких температурах.
Эпоксифенольные карбоволокниты КМУ-1л,упрочненный углеродной лентой, и КМУ-1у на жгуте могут длительно работать притемпературе до 200°С.
Карбоволокниты отличаются высокимстатическим и динамическим сопротивлением усталости, водо- и химически стойкие.
КМУ-1л — плотность 1.4т/м3, удельнаяжесткость 8.6*103км, ударная вязкость 50кДж/м2.
Бороволокниты
Они представляют собой композицииполимерного связующего и упрочнителя — борных волокон. Отличаются высокойпрочностью при сжатии, сдвиге и срезе, низкой ползучестью, теплопроводностью иэлектропроводимостью.
Бороволокниты КМБ-1 и КМБ-1к предназначеныдля длительной работы при температуре 200°С.
Изделия из бороволокнита применяют вавиационной технике.
КМБ-1к — плотность 2.0т/м3, удельнаяжесткость 10.7*103км, ударная вязкость 78кДж/м2.
Органоволокниты
Представляют собой композиционныематериалы, состоящие из полимерного связующего и упрочнителей в видесинтетических волокон. Они устойчивы в агрессивных средах и во влажномтропическом климате; диэлектрические свойства высокие, а теплопроводностьнизкая.
Органоволокниты применяют в качествеизоляционного и конструкционного материала в электрорадиопромышленности,авиационной технике, автостроении; из них изготовляют трубы, емкости.
4. Резиновые материалы
Общие сведения
Резиной называется продукт специальнойобработки (вулканизации) каучука и серы с различными добавками.
Резина отличается от других материаловвысокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку — главному исходномуматериалу резины. Для резиновых материалов характерна высокая стойкость кистиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующиесвойства и небольшая плотность.
Резины общего назначения
К группе резин общего назначения относятсявулканизаторы неполярных каучуков — НК, СКБ, СКС, СКИ.
НК — натуральный каучук. Для получениярезины НК вулканизируют серой. Резины на основе НК отличаются высокойэластичностью, прочностью, водо- и газонепроницаемостью, высокимиэлектроизоляционными свойствами.
НК — плотность каучука 910-920кг/м3,предел прочности 24-34МПа, относительное удлинение 600-800%, рабочаятемпература 80-130°С.
СКБ — синтетический каучук бутадиеновый.Каучуки вулканизируют аналогично натуральному каучуку.
СКБ — плотность каучука 900-920кг/м3,предел прочности 13-16МПа, относительное удлинение 500-600%, рабочаятемпература 80-150°С.
СКС — бутадиенстирольный каучук (СКС-10,СКС-30, СКС-50) — это самый распространенный каучук общего назначения.
СКС — плотность каучука 919-920кг/м3,предел прочности 19-32МПа, относительное удлинение 500-800%, рабочаятемпература 80-130°С.
СКИ — синтетический каучук изопреновый. Изэтих резин изготавливают шины, ремни, рукава, различные резинотехническиеизделия.
СКИ — плотность каучука 910-920кг/м3,предел прочности 31.5МПа, относительное удлинение 600-800%, рабочая температура130°С.
Резины специального назначения
Маслобензостойкие резины получают наоснове каучуков хлоропренового, СКН и тиокола.
Наирит, резины на его основе обладаютвысокой эластичностью, вибростойкостью, износостойкостью, устойчивы к действиютоплива и масел.
Наитрит — плотность каучука 1225кг/м3,предел прочности 20-26.5МПа, относительное удлинение 450-550%, рабочаятемпература 100-130°С.
СКН -бутадиеновый каучук (СКН-18, СКН-26,СКН-40). Резины на его основе применяют для изготовления ремней, конвейерныхлент, рукавов, маслобензостойких резиновых изделий.
СКН — плотность каучука 943-986кг/м3,предел прочности 22-33МПа, относительное удлинение 450-700%, рабочаятемпература 100-177°С.
Теплостойкие резины получают на основекаучука СКТ.
СКТ — синтетический каучук теплостйкий. Врастворителях и маслах он набухает, имеет низкую механическую стойкость,высокую газопроницаемость, плохо сопротивляется истиранию.
СКТ — плотность каучука 1700-2000кг/м3,предел прочности 35-80МПа, относительное удлинение 360%, рабочая температура250-325°С.
Морозостойкими являются резины на основекаучуков, имеющих низкие температуры стеклования.
Существует еще ряд различных видов резинспециального назначения.
5. Общиесведения, состав и классификация резин
Резинойназывается продукт специальной обработки (вулканизации) смеси каучука и серы сразличными добавками.
Резина кактехнический материал отличается от других материалов высокими эластическимисвойствами, которые присущи каучуку — главному исходному компоненту резины.Она способна к очень большим деформациям (относительное удлинение достигает1000%), которые почти полностью обратимы. При комнатной температуре резинанаходится в высокоэластическом состоянии и ее эластические свойства сохраняютсяв широком диапазоне температур.
Модульупругости лежит в пределах 0,1 — 1 кгс/мм2, т. е. он в тысячи и десятки тысячраз меньше, чем для других материалов. Особенностью резины является ее малаясжимаемость (для инженерных расчетов резину считают несжимаемой); коэффициентПуассона равен 0,4 — 0,5, тогда как для металла эта величина составляет 0,25-- 0,30. Другой особенностью резины как технического материала являетсярелаксационный характер деформации. При комнатной температуре время релаксацииможет составлять-10 ~ 4 с й более. При работе резины в условиях многократныхмеханических напряжений часть энергии, воспринимаемой изделием, теряется на внутреннеетрение (в самом каучуке и между молекулами каучука и частицами добавок); этотрение преобразуется в теплоту и является причиной гистерезисных потерь. Приэксплуатации толстостенных деталей (например, шин) вследствие низкойтеплопроводности материала нарастание температуры в массе резины снижает ееработоспособность.
Кромеотмеченных особенностей для резиновых материалов характерны высокая стойкость кистиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость,электроизолирующие свойства и небольшая плотность.
В результатесовокупности технических свойств резиновых материалов их применяют дляамортизации и демпфирования, уплотнения и герметизации в условиях воздушных ижидкостных сред, химической защиты деталей машин, в производстве тары дляхранения масел и горючего, различных трубопроводов (шлангов), для покрышек икамер колес самолетов, автотранспорта и т. д. Номенклатура резиновых изделийнасчитывает более 40000 наименований.
Состав иклассификация резин.
Основойвсякой резины служит каучук натуральный (НК) или синтетический (СК), который иопределяет основные свойства резинового материала. Для улучшенияфизико-механических свойств каучуков вводятся различные добавки (ингредиенты).Таким образом, резина состоит из каучука и ингредиентов, рассмотренных ниже.
1.Вулканизующие вещества (агенты) участвуют в образованиипространственно-сеточной структуры вулканизата. Обычно в качестве таких веществприменяют серу и селем, для некоторых каучуков перекиси. Для резиныэлектротехнического назначения вместо элементарной серы (котораявзаимодействует с медью) применяют органические сернистые соединения — тиурам(тиурамовые резины).
Ускорителипроцесса вулканизации: полисульфиды, окислы свинца, магния и др. влияют как нарежим вулканизации, так и на физико-механические свойства вулканизатов…Ускорители проявляют свою наибольшую активность в присутствии окислов некоторыхметаллов (цинка и др.), называемых поэтому в составе резиновой смесиактиваторами.
Противостарители(антиоксиданты) замедляют процесс старения резины, который ведет к ухудшению ееэксплуатационных свойств. Существуют противостарители химического и физическогодействия. Действие первых заключается в том, что они задерживают окислениекаучука в результате окисления их самих или за счет разрушения образующихсяперекисей каучука (применяются альдольнеозон Д и др.). Физическиепротивостарители (парафин, воск) образуют поверхностные защитные пленки, ониприменяются реже.
Мягчители(пластификаторы) облегчают переработку резиновой смеси, увеличивают эластическиесвойства каучука, повышают морозостойкость резины. В качестве мягчителей вводятпарафин, вазелин, стеариновую кислоту, битумы, дибутилфталат, растительныемасла. Количество мягчителей 8 — 30% от массы каучука.
Наполнителипо воздействию на каучук подразделяют на активные (усиливающие) и неактивные(инертные). Усиливающие наполнители (углеродистая сажа и белая сажа — кремнекислота, окись цинка и др.) повышают механические свойства резин:прочность, сопротивление истиранию, твердость. Неактивные наполнители (мел,тальк, барит) вводятся для удешевления стоимости резины.
Часто всостав резиновой смеси вводят регенерат — продукт переработки старых резиновыхизделий и отходов резинового производства. Кроме снижения стоимости регенератповышает качество резины, снижая ее склонность к старению.
6. Клеящиеся материалы и герметики
Общие сведения
Клеи и герметики относятся кпленкообразующим материалам и имеют много общего с ними.
Эти растворы или расплавы полимеров, атакже неорганические вещества, которые наносятся на какую-либо поверхность.После высыхания образуют прочные пленки, хорошо прилипающие к различнымматериалам.
Конструкционные смоляные и резиновые клеи
Смоляные клеи. В качестве пленкообразующихвеществ этой группы клеев применяют термореактивные смолы, которые отверждаютсяв присутствии катализаторов и отвердителей при нормальной или повышеннойтемпературе.
Клеи на основе модифицированныхфенолоформальдегидных смол. Эти клеи применяют преимущественно для склеиванияметаллических силовых элементов, конструкций из стеклопластика.
Фенолокаучуковые композиции являютсяэластичными теплостойкими пленками с высокой адгезией к металлам (ВК-32-200,ВК-3, ВК-4, ВК-13 и др.).
Полиуретановые клеи. Композиции могут бытьхолодного и горячего отверждения. Клеи обладают универсальной адгезией, хорошейвибростойкостью и прочностью при неравномерном отрыве, стойкостью к нефтянымтопливам и маслам.
Помимо этих видов клев существуетмножество других.
Неорганические клеи
Эти клеи являются высокотемпературными.
Керамические клеи являются тонкимисуспензиями оксидов щелочных металлов в воде. Такие клеи наносятся насклеиваемые поверхности, подсушиваются, а затем при небольшом давлениинагреваются до температуры плавления компонентов и выдерживаются в течение15-20мин.
Силикатные клеи. Жидкое стекло обладаетклеящей способностью, им можно склеивать стекло, керамику, стекло с металлом.
Герметики
Герметики применяют для уплотнения игерметизации клепанных, сварных и болтовых соединений, топливных отсеков ибаков, различных металлических конструкций, приборов, агрегатов.
Тиоколовые герметики применяют вавиационной и автомобильной промышленности, в судостроении, для строительнойтехники. У них высокая адгезия к металлам, древесине, бетону. Они стойки ктопливу и маслам.
Эпоксидные герметики могут быть холодногои горячего отверждения; работают в условиях тропической влажности, привибрационных и ударных нагрузках; применяются для герметизации металлических истеклопластиковых изделий.
Неорганические материалы
Графит
Графит является одной из аллотропическихразновидностей углерода. Это полимерный материал кристаллического пластинчатогостроения.
Графит не плавится при атмосферномдавлении. Графит встречается в природе, а также получается искусственным путем.
Пиролитический графит получается изгазообразного сырья. Его наносят в виде покрытия на различные материалы с цельюзащиты их от воздействия высоких температур.
Пирографит — объемная масса1950-2200кг/м3, пористость 1.5%, модуль упругости 112/70ГПа.
7. Неорганическое стекло
Неорганическое стекло следуетрассматривать как особого вида затвердевший раствор — сложной расплав высокойвязкости кислотных и основных оксидов.
Механические свойства стеклахарактеризуются высоким сопротивлением сжатию (500-2000МПа), низким пределом прочностипри растяжении (30-90МПа) и изгибе (50-150МПа). Более высокие механическиехарактеристики имеют стекла бесщелочного состава и кварцевые.
8. Керамические материалы
Керамика неорганический материал,получаемый отформованных масс в процессе высокотемпературного обжига.
Керамика на основе чистых оксидов.Оксидная керамика обладает высокой прочностью при сжатии по сравнению спрочностью при растяжении или изгибе; более прочными являютсямелкокристаллические структуры. С повышением температуры прочность керамикипонижается. Керамика из чистых оксидов, как правило, не подвержена процессуокисления.
Бескислородная керамика. Материалыобладают высокой хрупкостью. Сопротивление окислению при высоких температурахкарбидов и боридов составляет 900-1000°С, несколько нижеоно у нитридов. Силициды могут выдерживать температуру 1300-1700°С (на поверхности образуется пленка кремнезема).
9. Каучуки
Каучуки — натуральные или синтетическиеэластомеры, характеризующиеся эластичностью, водонепроницаемостью иэлектроизоляционными свойствами, из которых путём вулканизации получают резиныи эбониты.
Высокомолекулярный углеводород (C5H8)n,цисполимер изопрена; содержится в млечном соке (латексе) гевеи, кок-сагыза (разновидностиодуванчика) и других растений. Растворим в углеводородах и их производных(бензине, бензоле, хлороформе, сероуглероде и т. д.). В воде, спирте,ацетоне натуральный каучук практически не набухает и не растворяется. Уже прикомнатной температуре натуральный каучук присоединяет кислород, происходитокислительная деструкция (старение каучука), при этом уменьшается его прочностьи эластичность. При температуре выше 200 °C натуральный каучук разлагаетсяс образованием низкомолекулярных углеводородов. При взаимодействии натуральногокаучука с серой, хлористой серой, органическими пероксидами (вулканизация)происходит соединение через атомы серы длинных макромолекулярных связей собразованием сетчатых структур. Это придает каучуку высокую эластичность вшироком интервале температур. Натуральный каучук перерабатывают в резину. Всыром виде применяют не более 1 % добываемого натурального каучука(резиновый клей). Более 60 % натурального каучука используют дляизготовления автомобильных шин. В промышленных масштабах натуральный каучукпроизводится в Индонезии, Малайзии, Вьетнаме.
Синтетические каучуки
Первым синтетическим каучуком, имевшимпромышленное значение, был полибутадиеновый (дивиниловый) каучук,производившийся синтезом по методу С. В. Лебедева (анионнаяполимеризация жидкого бутадиена в присутствии натрия), однако из-за невысокихмеханических качеств нашёл ограниченное применение.
В Германии бутадиен-натриевый каучук нашёлдовольно широкое применение под названием «Буна».
Изопреновые каучуки -- синтетическиекаучуки, получаемые полимеризацией изопрена в присутствии катализаторов --металлического лития, перекисных соединений. В отличие от других синтетическихкаучуков изопреновые каучуки, подобно натуральному каучуку, обладают высокойклейкостью и незначительно уступают ему в эластичности.
В настоящее время большая частьпроизводимых каучуков является бутадиен-стирольными илибутадиен-стирол-акрилонитрильными сополимерами.
Каучуки с гетероатомами в качествезаместителей или имеющими их в своём составе часто характеризуются высокойстойкостью к действию растворителей, топлив и масел, устойчивостью к действиюсолнечного света, но обладают худшими механическими свойствами. Наиболеемассовым в производстве и применении каучуками с гетерозаместителями являютсяхлоропреновые каучуки (неопрен) -- полимеры 2-хлорбутадиена.
В ограниченном масштабе производятся ииспользуются тиоколы -- полисульфидные каучуки, получаемыеполиконденсацией дигалогеналканов (1,2-дихлорэтана, 1,2-дихлорпропана) иполисульфидов щелочных металлов.
Первой страной, наладившей масштабноепроизводство синтетического каучука, стал СССР. В 1931 году был построенопытный завод в Ленинграде.[1][2]. 7 июля 1932 года был запущен первыйпромышленный завод по производству синтетического каучука -- ярославскийСК-1; в этот день была получена первая в мире промышленная партиясинтетического (натрий-бутадиенового) каучука. В 1932 году в СССР строились трикрупных завода по производству синтетического каучука: СК-1 в Ярославле, СК-2 вВоронеже (запущен осенью 1932 года) и СК-3 в Ефремове (запущен в 1933 году). В1932 году начал производить синтетический каучук завод «Красный Треугольник».
Основные типы синтетических каучуков:
· Изопреновый
· Бутадиеновый каучук
· Бутадиен-метилстирольный каучук
· Бутилкаучук (изобутилен-изопреновыйсополимер)
· Этилен-пропиленовый (этилен-пропиленовыйсополимер)
· Бутадиен-нитрильный(бутадиен-акрилонитрильный сополимер)
· Хлоропреновый (поли-2-хлорбутадиен)
· Силоксановый каучук
· Фторкаучуки
· Тиоколы
10. Виды древесины
Среди деревьев можно найти дляхудожественных отделочных работ древесину всех без исключения теплых цветов сбезграничным количеством оттенков. В подмосковных лесах преобладают деревья сбелой, светлой древесиной, за исключением невзрачной на первый взгляд серойольхи, древесина которой на срезе буровато-желтая. Светлая окраска характернадля березы, ели, осины, липы, клена, пихты, граба, черемухи, боярышника,карельской березы, ясеня. Бурую древесину с желтыми, коричневато-краснымиоттенками имеют тополь, кедр, вяз, бук, лиственница, рябина, акация. Коричневаядревесина с желтыми и красными оттенками свойственна дубу, сосне, яблоне,черешне, ореху, бархатному дереву, кипарису, туе, можжевельнику. Краснаядревесина у тиса. Розовая — у сливы, фиолетовая — у сирени, черная — у мореногодуба (эта последняя, хотя и естественно, но приобретенная окраска).
Контрастные переходы в цвете имеютнаибольшее значение для таких видов отделочных работ, как мозаика, инкрустацияи интарсия.
Путем окрашивания можно имитироватьдревесину малоценных пород под более редкие и ценные. Имитации под орех хорошоподдаются береза и бук, под красное дерево — ольха, вяз, под черное — яблоня,слива, осина, граб. В определенной среде может меняться и естественная окраска.Древесина свежесрубленной ольхи краснеет под действием кислорода воздуха, соснав помещении со временем становится бурой, а на открытом воздухесеребристо-серой. Пожалуй, только ель надолго сохраняет свой белый цвет. .
В общем, цвет — это основное декоративноесвойство древесины. Если естественный цвет можно усилить в процессе отделки,даже изменить искусственной подкраской волокон, то текстура дерева всегдаостается природной. Только определенным образом раскраивая древесину, можнополучить разнообразную по рисунку поверхность. Но опять-таки текстуравыявляется цветовым разнообразием в окраске годовых колец и продольных волокон.
Ценное декоративное свойство древесины — это блеск, который сильнее выявляется в процессе дальнейшей ее обработки иотделки. Но и в естественном состоянии поблескивают на свету отдельные частицыдревесины видимости от плоскости разреза. Шелковистый блеск характерен дляклена, черемухи, вяза, кедра, чинары. Золотистый блеск присущ черешнебархатному дереву. Поверхность неодинаково отражает свет, что можно наблюдатьна паркетном полу «в елочку», или «в шашку», если смотретьс разных точек
В старину высоко ценилась мебель изпривозного; (Индия, Центральная Америка) красного дерева. Отсюда название«столяр-краснодеревщик». Но, как видим, для декоративного украшениябыта пригодны почти все виды деревьев отечественных пород, дело лишь в умении раскрытьвсю красоту древесины, используя ее физико-механические и декоративныесвойства.
Физические свойства древесины
К физическим свойствам древесиныотносятся: внешний вид и запах, влажность и связанные с ней изменения — усушка,разбухание, водопоглощение, растрескивание и коробление. К физическим свойствамдревесины относятся также ее плотность, электро-, звуко- и теплопроводность,показатели макроструктуры. Внешний вид древесины Цвет.
Цвет древесине придают находящиеся в нейдубильные, смолистые и красящие вещества, которые находятся в полостях клеток.Древесина пород, произрастающих в различных климатических условиях, имеетразличный цвет — в жарких и южных районах она более яркая по сравнению сдревесиной пород умеренного пояса. В пределах климатического пояса каждойдревесной породе присущ свой особый цвет.
Под влиянием света и воздуха древесинамногих пород теряет свою яркость, приобретая на открытом воздухе сероватуюокраску. Древесина ольхи, имеющая в свежесрубленном состоянии светло-розовыйцвет, вскоре после рубки темнеет и приобретает желтовато-красную окраску.Древесина дуба, пролежавшая долгое время в воде, приобретает темно-коричневый,и даже черный цвет (мореный дуб). Меняется окраска древесины и в результатепоражения ее различными видами грибов. На окраску древесины оказывает влияниетакже возраст дерева. У молодых деревьев древесина светлее, чем у более старых.Цвет древесины имеет важное значение в производстве мебели, музыкальныхинструментов, столярных и художественных изделий. Насыщенный богатствомоттенков цвет придает изделиям из древесины красивый внешний вид. Блескдревесины зависит от ее плотности, количества, размеров и расположения сердцевинныхлучей. Сердцевинные лучи обладают способностью направленно отражать световыелучи и создают блеск на радиальном разрезе.
Текстура — рисунок, который получается наразрезах древесины при перерезании ее волокон, годичных слоев и сердцевинныхлучей. Текстура зависит от особенностей анатомического строения отдельных породдревесины и направления разреза. Хвойные породы на тангентальном разрезе из-зарезкого различия в цвете ранней и поздней древесины дают красивую текстуру.Особенно красивый рисунок имеет древесина с неправильным расположением волокон(свилеватость волнистая и путаная). Часто применяют особые способы обработкидревесины — лущение фанерных кряжей под углом к направлению волокон, радиальноестрогание, прессование или замену искусственной текстурой.
Запах древесины зависит от находящихся вней смол, эфирных масел, дубильных и других веществ. Характерный запахскипидара имеют хвойные породы — сосна, ель.
Макроструктура. Для характеристикидревесины иногда достаточно определить следующие показатели макроструктуры.Ширина годичных слоев определяется числом слоев, приходящихся на 1 см отрезка,отмеренного в радиальном направлении на торцовом срезе. Ширина годичных слоевоказывает влияние на свойства древесины. Для древесины хвойных пород отмечаетсяулучшение свойств, если в 1 см насчитывается не менее 3 и не более 25 слоев.
Литература
пластмассы резина каучук древесина композиционный
1. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. Материаловедение. М.:²Машиностроение², 1990
2. Под редакцией С.И. Богодухова, В.А Бондаренко.Технологические процессы машиностроительного производства. Оренбург, ОГУ, 1996