Книги по строительству и ремонту

Мастеру на все руки

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Домашнему умельцу очень важно знать свойства обрабатываемых материалов. Так, например, низкая температура плавления термопластов может отрицательно сказаться на работе с ними.

Следует учитывать температурные деформации, так как синтетические материалы не слишком термостойкие. Они имеют большие коэффициенты линейного расширения, поэтому в соединениях с другими материалами первыми отслаиваются именно синтетические детали. Например, если просто прибить синтетические листы или панели гвоздями, отделывая балкон или крышу, как и в случае крепления шурупами листов обычной жести, то возникает опасность, что пластик пойдет волнами.

Тот, кто вставляет оргсте

кло (макролон) в деревянную

раму и закрепляет его обычным

способом, должен знать, что в

этом случае либо разойдутся

клеевые соединения перепле

та, либо выпадет само оргсте

кло. Крепление синтетических

материалов необходимо выпол

нять так, чтобы оставался

некоторый зазор, в пределах

которого они могли бы беспре

пятственно перемещаться при

колебаниях температуры. Это

достигается увеличением диа

метра отверстий, проделанных

в синтетических материалах, по

сравнению с диаметром кре

пежных изделий, а также при

менением       алюминиевых

направляющих, по которым

пластмассовые детали могут

свободно скользить, или дру

гими способами. Это не отно

сится к тем случаям, когда син

тетические материалы уклады

вают свободно, без крепления

(например ковровые покрытия) или наносят на поверхность (лаки, пленки или оболочки на деталях из других материалов).

Механические способы обработки синтетических материалов

Кроме температурных деформаций, других проблем при установке синтетических материалов не возникает. Но при этом следует помнить об их существенных отличиях от древесины или металлов. Необходимо поэкспериментировать: какой инструмент при работе с данным синтетическим материалом наиболее удобен именно для Вас, так как специально предназначенных для обработки пластмасс инструментов придумано пока мало. Более твердые пластики обрабатывают теми же инструментами, что и металлы, более мягкие — теми же, что и древесину. Кроме того, торговля предлагает для синтетических материалов специальные ножовочные полотна для лучковых и обычных пил. При сверлении отверстий в этих материалах следует брать специальные сверла, отличающиеся от сверл по металлу меньшим углом заточки и более крутым выходом стружки. Реактопласты можно сверлить и обычными сверлами. Листы из твердых пластиков необходимо надрезать ножом и затем обламывать, а листы из мягких пластиков можно разрезать ножом сразу. Зачистку деталей из синтетических материалов лучше выполнять напильником с выср-резерованными, а не с вырубленными насечками,чтобы предотвратить появление «пластмассовой смазки». «Пластмассовая смазка» образуется из-за плохой теплопроводности синтетических материалов. Это налет из расплавившейся пластмассы, возникающий в месте контакта полотна пилы или резака с деталью. При этом режущий инструмент быстро тупится, поэтому тот, кому приходится часто пилить, сверлить или каким-либо другим способом обрабатывать слоеные пластики, поступит правильно, приобретая твердосплавный инструмент. Если Вы собираетесь много работать со вспененными синтетическими материалами, можно купить или агрегат для резки стиропора, или соответствующую приставку к паяльнику. Как с ними работать, можно легко догадаться самому, сделав несколько пробных разрезов. При всех механических способах обработки синтетических материалов необходимо следить за тем, чтобы инструмент и материал не нагревались. То же относится и к полированию: сначала шлифовальной бумагой снимают тонкий слой материала (мокрая шлифовка), а затем соответствующим полировочным составом наводят на обрабатываемую деталь глянец.

Немеханические способы обработки синтетических материалов

Для термопластов и реактопластов способы обработки принципиально различаются. Термопласты можно формовать в нагретом состоянии. Реактопласты формуются только до окончательного затвердения, т. е. когда еще не закончился химический процесс их изготовления. Одним из вариантов немеханической обработки является обмазка моделей полиэфирными или эпоксидными смолами с усилением стекловолокном, другой вариант — литье в форму (например, отливка деталей аккумуляторов из литьевой смолы). Особое место занимает вспенивание, при котором после завершения химических реакций газообразования и отвердения получают материалы, которые можно резать и раскраивать нагретыми инструментами.

Из способов горячей обработки наиболее приспособлено к производству в домашних условиях гнутье (обработка горячим воздухом, глубокая вытяжка и формовка без использования машин). В качестве оправки применяют кругляк, радиус которого соответствует требуемому радиусу изгиба. С помощью приспособления, подающего горячий воздух, лист синтетического материала укладывают на оправку и прогревают вдоль линии сгиба до тех пор, пока его нельзя будет согнуть, приложив небольшое усилие. Желательно при этом надавливать на лист с обеих сторон от оправки. При обработке толстых листов следует применять изолирующие пасты, наносимые с обеих сторон линии сгиба. Пасту удаляют с места, подлежащего нагреву, так чтобы тепло поступало только по линии сгиба. Там, где нагрев уже достаточный, паста бледнеет. Для удобства деревянную оправку можно временно убрать. Так как синтетические материалы плохо проводят тепло, то прогреваются только участки, непосредственно контактирующие с теплым воздухом. При гнутье пластмассовых труб их набивают песком. При всех способах гнутья следует иметь в виду, что после охлаждения материалы стремятся вернуться к первоначальной форме, и, следовательно, деталь должна быть изогнута с несколько большей кривизной по сравнению с той, которую необходимо получить.

Холодная обработка синтетических материалов (имеются в виду реактопласты) может осуществляться способом литья. Компоненты литьевой смолы, отвердитель и, возможно, ускоритель затвердения смешивают в пропорциях, предписанных изготовителем. Следует помнить, что смола, отвердители, ускорители твердения, растворители и пыль, появляющаяся при шлифовке таких пластмасс, ядовиты, поэтому работать необходимо в перчатках, причем одноразовых. Если тем не менее литьевая смола попала на кожу, ее следует немедленно удалить растворителем, после чего растворитель смыть водой. Если смола попала на слизистую оболочку (в глаза, рот, нос), нужно немедленно обратиться к врачу. Литьевую смолу перемешивают с отвердителем в прилагаемой упаковке, причем по возможности нужно стремиться к тому, чтобы в смеси не было пузырьков воздуха (правда, это требует большего времени). Смешивают только то количество смолы, которое требуется для нанесения первого, базового слоя. Спустя некоторое время, за которое еще остающиеся пузырьки воздуха могут улетучиться, приступают к литью. При этом смолу наливают в смазанную форму, избегая появления пузырьков. При комнатной температуре 20°С смола начинает твердеть через 20—30 мин. Отливку оставляют в форме до полного отвердения смолы. Спустя 30 мин она схватывается настолько хорошо, что уже можно не опасаться, что отлитое изделие может потерять форму. Некоторые изделия льют послойно, приготавливая литьевую смолу в количестве, достаточном для нанесения каждого последующего слоя толщиной 1—2 см. Он не может быть толще 2 см, так как выделяемое в процессе химической реакции отвердения тепло должно быстро отводиться. В противном случае может измениться цвет смолы и возможно появление поверхностных трещин. Из тех же соображений при отливке крупных деталей базовый слой делают из нескольких небольших фрагментов. Процесс затвердевания каждого предыдущего  слоя   может  быть  не полностью закончен, когда на него наносят следующий. Это делается для того, чтобы получить более прочное соединение слоев. Появляющиеся при заливке пузырьки воздуха можно удалить зубчатой шаровкой. Когда все слои отлиты, деталь оставляют твердеть в течение 24 ч, достаточно герметично замотав ее полиэтиленовой пленкой. Загерметизированную деталь нагревают до температуры 50°С и выдерживают в течение трех часов. Затем отливку вынимают из печи и из герметичной оболочки и дают остыть при комнатной температуре. Далее деталь можно попытаться извлечь из формы, и если это не удается, то процедуру с нагревом следует повторить. После этого неровную с затеками поверхность шлифуют и полируют.

Существует еще один способ обработки синтетических материалов — ламинирование (изготовление слоистых пластиковых изделий). С помощью этого способа изготовляют и ремонтируют такие детали, как корпуса судов, бамперы и т. п. Эту технологию также часто применяют при ремонте автомобилей. Пластырь из синтетических материалов на деталях держится не слишком долго из-за различия коэффициентов линейного расширения. Целесообразно использовать ламинирование при ремонте пластмассовой мебели, судов и досок для серфинга. Если этот способ применяют при изготовлении новых деталей, сначала необходимо сделать модель или форму.

Для правильного соблюдения пропорций компонентов используют мензурки, градуированные емкости или весы. Часы и термометр помогают следить за режимом обработки. Прежде всего на модель или форму наносят разделительный слой, которым могут служить воск, вазелин, специальный лак. Затем кистью накладывают первый (внешний) слой

из полиэфирной смолы, на

который укладывают полотно

из стекловолокна (вид кото

рого зависит от предъявляемых

к детали требований), а сверху —

опять смолу. На небольшую

поверхность ее следует нано

сить кистью, на большую

поверхность  валиком.

Пузырьки воздуха выдавливают металлическим роликом. Процесс укладки и проклеива-ния слоев стеклоткани можно повторить. Внешний слой является ламинатом. Из-за разъедающего воздействия смеси на кожу и опасности порезов о стекловолокно работать следует только в перчатках. Выделяющиеся при этом газы вредные, поэтому при работе необходимо предусмотреть вентиляцию или применение респиратора.

Последнее полотно стеклоткани покрывают защитным слоем полиэфирной смолы, который после твердения шлифуют, в результате чего получается сравнительно гладкая поверхность. Если защитный слой после полимеризации остается липким, его покрывают полиэфирным лаком ЛТ или автомобильной шпатлевкой, после шлифовки которой поверхность можно покрыть любым цветным лаком. Защитный слой полиэфирной смолы вместо лака ЛТ можно окрашивать двухком-понентным лаком (DD).

Полиэфирная смола поли-меризуется быстрее при отсутствии доступа воздуха, для чего деталь герметично обертывают (или закрывают) полиэтиленовой пленкой.

В зависимости от назначения изделия применяют различные составы полиэфирных смол. Эпоксидная смола довольно дорогая, из-за чего ее применяют лишь в экстремальных случаях. Она имеет очень хорошее сцепление с металлом, поэтому большинство клеев для металла делают на ее основе. Стандартную полиэфирную смолу в смеси с отвер-

дителями и кобальтовым уско

рителем твердения применяют

главным образом для изготов

ления различных предметов, в

то время как быстротверде-

ющую полиэфирную смолу и

полиэфирную            шпатлевку

используют только для ремонта. Для образования лицевого слоя применяют смолу с соответствующим отвердите-лем совместно с тонкодисперсными красителями, благодаря чему получают гладкую декоративную поверхность, не требующую дополнительного полирования.

Соединение деталей из синтетических материалов

Термопласты можно соединять с помощью сварки. Для полиэтилена, например, это вообще единственно возможный способ соединения, так как его нельзя склеивать (обычными клеями). Существующие клеи можно условно разделить на когезион-ные, клеящее действие которых основано на растворении контактного слоя деталей с последующим их соединением и отвердением, и адгезионные (резиновые и синтетические), действие которых основано на создании между соединяемыми деталями прослойки из клеящего материала, прочно схватывающегося с ними при отвердении. Когезионные клеи не растворяют полиэтилен, а адгезионные клеи с ним не сцепляются (из-за малой адгезии полиэтилен используют в качестве скользящих оболочек). Ремонт полиэтиленовой пленки выполняют, накапывая на ее поверхность расплавленный полиэтилен или приваривая к ней полосы из полиэтилена, после чего стыки зашлифовывают. При некотором навыке эту технологию можно использовать также для ремонта деталей бытовых электроприборов или детских игрушек. Полиэтиленовую пленку сваривают с помощью специальных сварочных аппаратов или приборов для сварки горячим воздухом. Они часто входят в комплект к бытовым морозильникам.

Поливинил сваривают так же, как металлы (1). Сварочный пруток из ПВХ имеет форму гусеницы. К сварочному прибору прилагают «сварочное зеркало», которое предварительно нагревают и на которое, как на пяльцы, натягивают свариваемые детали и удерживают до тех пор, пока они не начнут размягчаться. Затем «сварочное зеркало» убирают, а свариваемые детали прижимают друг к другу и держат под нагрузкой до остывания.

Абсолютно универсальных клеев для соединения любых синтетических материалов не существует, как и универсальных полимерных материалов. Даже если какой-нибудь изготовитель клея заявляет об этом, то достаточно взгляда на саму упаковку: полистирол, из которого она сделана, не склеивается. Полиэтилен и полипропилен вообще почти не склеиваются, их соединяют сваркой. Несмотря на это, стоит иметь дома тюбик так называемого универсального клея, так как с его помощью на время можно разрешить почти все проблемы по склейке синтетических материалов. Естественно, что эти клеи, хотя и называются универсальными, склеивают далеко не все, а клеи, разработанные специально для конкретного вида пластмассы, как правило, обеспечивают более надежное соединение.

Когезионные клеи служат

для соединения главным обра

зом термопластов. При их нане

сении на состыковываемых

поверхностях образуются

подплавленные места, где материал размягчается, затем детали складывают и сжимают. После улетучивания клея образуется прочное молекулярное соединение, придающее шву почти такую же несущую способность, как и сам склеиваемый материал.

Резиновые клеи хороши,

когда необходимо соединить

большие поверхности деталей.

Они являются растворами эла

стомеров (синтетических каучу-

ков).    Состыковываемые

поверхности смазывают тонким слоем клея (часто бывает целесообразным его развести). Детали соединяют друг с другом и сдавливают только после подсыхания клея. Таким способом можно соединять различные материалы, в том числе и синтетические.

Синтетические клеи (двух- и трехкомпонентные), основанные на химическом отвердении, применяют там, где когезионные или резиновые клеи неприменимы. Эти клеи сами являются термо- или реактопластами.