Полимеры

доверять все более  и более ответственные задачи.

Из полимеров стали  изготавливать все больше

относительно мелких, но конструктивно сложных 

и ответственных  деталей машин и механизмов, и  в 

то же время все  чаще полимеры стали 

применяться в изготовлении крупногабаритных

корпусных деталей  машин и механизмов, несущих 

значительные нагрузки. Ниже будет подробнее 

рассказано о применении полимеров в 

автомобильной и  авиационной промышленности,

здесь же упомянем лишь один примечательный

факт: несколько лет  назад по Москве ходил 

цельнопластмассовый трамвай. А вот другой

факт: четверть всех мелких судов - катеров,

шлюпок, лодок - теперь строится из пластических

масс.

До недавних пор  широкому использованию 

полимерных материалов в машиностроении

препятствовали два, казалось бы,

общепризнанных недостатка полимеров: их

низкая (по сравнению  с марочными сталями)

прочность и низкая теплостойкость. Рубеж 

прочностных свойств  полимерных материалов

удалось преодолеть переходом к 

композиционным материалам, главным образом

стекло и углепластикам. Так что теперь

выражение “пластмасса  прочнее стали” звучит

вполне обоснованно. В то же время полимеры

сохранили свои позиции  при массовом

изготовлении огромного  числа тех деталей, от

которых не требуется особенно высокая

прочность: заглушек, штуцеров, колпачков,

рукояток, шкал и  корпусов измерительных 

приборов. Еще одна область, специфическая 

именно для полимеров, где четче всего 

проявляются их

преимущества перед  любыми иными материалами,

- это область внутренней  и внешней отделки.

То же самое можно  сказать и о машиностроении.

Почти три четверти внутренней отделки салонов 

легковых автомобилей, автобусов, самолетов,

речных и морских  судов и пассажирских вагонов 

выполняется ныне из декоративных пластиков,

синтетических пленок, тканей, искусственной 

кожи. Более того, для многих машин и аппаратов 

только использование  антикоррозионной отделки 

синтетическими материалами  обеспечило их

надежную, долговременную эксплуатацию. К 

примеру, многократное использование изделия в

экстремальных физико-технических  условиях

(космосе) обеспечивается, в частности, тем, что 

вся его внешняя  поверхность покрыта 

синтетическими плитками, к тому же

приклеенными синтетическим  полиуретановым

или полиэпоксидным клеем. А аппараты для

химического производства? У них внутри бывают

такие агрессивные  среды, что никакая марочная сталь 

не выдержала бы. Единственный выход - сделать 

внутреннюю облицовку  из платины или из пленки

фторопласта. Гальванические ванны могут работать только

при условии, что  они сами и конструкции подвески

покрыты синтетическими смолами и пластиками.

Широко применяются  полимерные материалы и в 

такой отрасли народного  хозяйства, как 

приборостроение. Здесь  получен самый высокий 

экономический эффект в среднем в 1,5-2,0 раза

выше, чем в других отраслях машиностроения.

Объясняется это, в  частности тем что большая 

часть полимеров  перерабатывается в 

приборостроении самыми прогрессивными

способами что повышает уровень полезного 

использования (и безотходность отходность)

термопластов, увеличивает  коэффициент замены

дорогостоящих материалов. Наряду с этим

значительно снижаются  затраты живого труда.

Простейшим и весьма убедительным примером

может служить изготовление печатных схем:

процесс, не мыслимый без полимерных

материалов, а с  ними и полностью 

автоматизированный.

Есть и другие подотрасли, где использование 

полимерных материалов обеспечивает и 

экономию материальных и энергетических

ресурсов, и рост производительности труда.

Почти полную автоматизацию  обеспечило

применение полимеров  в производстве

тормозных систем для  транспорта. Неспроста 

практически все  функциональные детали

тормозных систем для  автомобилей и около 45%

для железнодорожного подвижного состава 

делаются из синтетических пресс-материалов.

Около 50% деталей  вращения и зубчатых колес 

изготовляется из прочных  конструкционных 

полимеров. В последнем  случае можно отметить

две различных тенденции. С одной стороны, все 

чаще появляются сообщения об изготовлении

зубчатых колес  для тракторов из капрона.

Обрывки отслуживших  свое рыболовных сетей,

старые чулки и  путанку капроновых волокон 

переплавляют и  формуют в шестерни. Эти 

шестерни могут  работать почти без износа в 

контакте со стальными, вдобавок такая система не

нуждается в смазке и почти бесшумна. Другая

тенденция - полная замена металлических деталей 

в редукторах на детали из углепластиков. У них 

тоже отмечается резкое снижение механических

потерь, долговременность срока службы.

Еще одна область применения полимерных

материалов в машиностроении, достойная 

отдельного упоминания, - изготовление

металлорежущего инструмента. По мере

расширения использования  прочных сталей н 

сплавов все более  жесткие требования

предъявляются к  обрабатывающему инструменту.

И здесь тоже на выручку  инструментальщику и 

станочнику приходят пластмассы. Но не совсем

обычные пластмассы сверхвысокой твердости,

такие, которые смеют  поспорить даже с алмазом.

Король твердости, алмаз, еще не свергнут со

своего трона, но дело идет к тому. Некоторые

окислы (например из рода фианитов), нитриды,

карбиды, уже сегодня  демонстрируют не

меньшую твердость, да к тому же и большую 

термостойкость. Вся  беда в том, что они пока еще 

более дороги, чем  природные и синтетические 

алмазы, да к тому же им свойствен “королевский

порок” - они в  большинстве своем хрупки. Вот  и 

приходится, чтобы  удержать их от

растрескивания, каждое зернышко такого

абразива окружать полимерной упаковкой чаще

всего из фенолформальдегидных смол. Поэтому

сегодня три четверти абразивного инструмента 

выпускается с применением  синтетических смол.

Таковы лишь некоторые  примеры н основные

тенденции внедрения  полимерных материалов в 

подотрасли машиностроения. Самое же первое

место по темпам роста  применения пластических

масс среди других подотраслей занимает сейчас

автомобильная промышленность. Десять лет 

назад в автомашинах  использовали от 7 до 12

видов различных  пластиков, к концу 70-х годов 

это число перешагнуло  за 30. С точки зрения

химической структуры, как и следовало ожидать,

первые места по объему занимают стирольные

пластики, поливинилхлорид  и полиолефины. Пока

еще немного уступают им, но активно догоняют

полиуретаны, полиэфиры, акрилаты и другие

полимеры. Перечень деталей автомобиля, которые

в тех или иных моделях в наши дни из

готовляют из полимеров, занял бы не одну

страницу. Кузова и  кабины, инструменты и 

электроизоляция, отделка  салона и бамперы,

радиаторы и подлокотники, шланги, сиденья,

дверцы, капот. Более  того, несколько разных

фирм за рубежом  уже объявили о начале

производства цельнопластмассовых  автомобилей.

Наиболее характерные  тенденции в применении

пластмасс для автомобилестроения, в общем, те

же, что и в других подотраслях. Во-первых, это 

экономия материалов: безотходное или

малоотходное формование больших блоков и 

узлов. Во-вторых, благодаря  использованию 

легких и облегченных  полимерных материалов

снижается общий  вес автомобиля, а значит, будет 

экономиться горючее  при его эксплуатации. В-

третьих, выполненные  как единое целое, блоки

пластмассовых деталей  существенно упрощают

сборку и позволяют  экономить живой труд.

Кстати, те же преимущества стимулируют и 

широкое применение полимерных материалов в 

авиационной промышленности. Например, замена

алюминиевого сплава графитопластиком при

изготовлении предкрылка крыла самолета

позволяет сократить  количество деталей с 47 до

14, крепежа - с 1464 до 8 болтов, снизить вес на 22%,

стоимость - на 25%. При  этом запас прочности изделия 

составляет 178%. Лопасти  вертолета, лопатки вентиляторов

реактивных двигателей рекомендуют изготовлять из

поликонденсационных смол, наполненных 

алюмосиликатными  волокнами, что позволяет снизить  вес 

самолета при сохранении прочности и надежности. По

английскому патенту  № 2047188 покрытие несущих

поверхностей самолетов  или лопастей роторов вертолетов

слоем полиуретана  толщиной всего 0,65 мм в 1,5-2 раза

повышает их стойкость  к дождевой эрозии. Жесткие 

требования были поставлены перед конструкторами

первого англо-французского сверхзвукового пассажирского

самолета “Конкорд”. Было рассчитано, что от трения об

атмосферу внешняя  поверхность самолета будет 

разогреваться до 120-150°  С, и в то же время 

требовалось, чтобы  она не поддавалась эрозии в 

течение по меньшей  мере 20000 часов. Решение

проблемы было найдено  с помощью 

поверхностного покрытия защиты самолета

тончайшей пленкой  фторопласта.