Учёба. Образование

 Техническое творчество

 Издательство ЦК ВЛКСМ «Молодая Гвардия» 1955 г.

Пластическими массами, или, сокращенно, пластмассами, пластиками, называют сложные по своему составу и химической структуре материалы, основой которых служат органические соединения — природные и искусственные смолы, эфиры, целлюлоза, белковые, вещества, битумы, асфальт. В состав пластмасс входят также различные наполнители, пластификаторы и красители.

Наполнители для пластических масс могут быть порошкообразными (древесная мука, молотые тальк, мрамор и графит, сульфитная целлюлоза и др.) и волокнистыми (очесы хлопка, обрезки волокнистых материалов — ткани, бумаги, древесного шпона и пр.). Пластификаторы вводятся в состав пластических масс для увеличения пластичности.

Пластические массы получили большое распространение в качестве конструкционного, электротехнического и отделочного материала в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Широко применяются пластмассы и для изготовления различных предметов домашнего обихода.

В зависимости от назначения разные пластмассы обладают различными свойствами и техническими достоинствами.

Пластические массы имеют сравнительно небольшой удельный вес (от 1,0 до 2,0, реже до 2,5 г/см3).

Удельный вес пенопластов — очень легких пластических масс — составляет 0,02 — 0,5 г/см3.

Многие пластики имеют высокую твердость, приближающуюся к твердости металлов. Большое применение находят пластмассы, обладающие значительной технической прочностью, то-есть сравнительно высоким сопротивлением сжатию, разрыву, изгибу и кручению. Такие пластмассы используют в качестве заменителей металлов. Так, например, текстолит в настоящее время часто применяется для изготовления шестерен, шкивов и вкладышей подшипников, подкладок и других деталей.

Многие пластические массы обладают высокой стойкостью против коррозии, хорошо сопротивляются действию кислот, щелочей, бензина, керосина и минеральных масел, а также действию воды, света, пониженной температуры.

Все пластические массы являются хорошими электроизоляторами и поэтому широко применяются в электротехнике и радиотехнике.

Пенопласты, имеющие большую пористость, обладают высокими теплоизоляционными и звукоизоляционными свойствами.

Некоторые пластические' массы отличаются высокой прозрачностью. Так, например, органическое стекло (его называют также акрилатом или плексигласом) прозрачно даже в толстых слоях (прозрачность органического стекла 91—92%).

Пластические массы окрашиваются в различные цвета и широко используются в качестве отделочных материалов.

Детали из пластических масс изготовляют прессованием, штамповкой, литьем под давлением, механической обработкой на станках и вручную. На рисунке 53 показаны некоторые изделия и детали, изготовленные из пластических масс.

Из различных пластических масс в работах юных техников наибольшее применение находят: текстолит, .гетинакс, эбонит, целлулоид и органическое стекло.

Т е к с т о л и т;— пластическая масса, состоящая из хлопчатобумажной ткани, пропитанной резольной смолой, уложенной слоями и спрессованной под большим давлением в листы, плиты, круглые болванки и т. п.

Текстолит обладает высокой механической прочностью, хорошими; фрикционными свойствами, . малогигроскопичен. Из текстолита изготовляют втулки, бесшумные зубчатые колеса, антифрикционные вкладыши для подшипников и другие детали.

Текстолит можно пилить и сверлить обычными инструментами, точить на токарном стайке.   Склеивают детали  из текстолита карбинольными клеями, бакелитом и клеем ВИАМ Б-3.

Гетинакс представляет собою пластик, состоящий из пропитанных особой смолой и спрессованных листов бумаги. Гетинакс обладает высокой твердостью и прочностью на сжатие и статический изгиб. Обработка гетинакса такая же, как и текстолита.

Применяют гетинакс для изготовления силовых панелей, плит, зубчатых колес, прокладок. Так как гетинакс обладает низкой электропроводностью, его используют в качестве электрогоолятора в электротехнике и радиотехнике.

Эбонит — твердая пластическая масса черного цвета. Получается нагреванием (вулканизацией) каучука с сажей и серой. Хорошо сопротивляется действию кислот, нефти, керосина и других растворителей.

Эбонит — прекрасный электроизоляционный материал, применяется для изготовления различных деталей в электротехнике.

Эбонит можно резать ножовкой, сверлить, точить на токарном станке, опиливать напильниками. В нагретом состоянии листы эбонита можно гнуть и штамповать; это свойство эбонита используют юные техники для изготовления разных деталей — ванночек, панелей и т. п.

Органическое стекло (плексиглас или акрилат) за последние годы стало применяться повсеместно для различных целей. Его используют для остекления кабин самолетов и для изготовления небьющихся стекол для часов и прозрачных линз для телевизоров. Из прозрачного и цветного органического стекла делают посуду, пуговицы, дамские брошки.

Юные техники применяют органическое стекло для изготовления оснований, панелей и экранов для приборов и моделей, а также отдельных деталей различных приборов. Очень хорошие результаты дает применение прозрачного и цветного органического стекла для моделей геометрических тел, пособий по стереометрии и черчению, письменных приборов, шкатулок, полочек и других поделок (рис. 54 а, б, в, г, д).

Органическое стекло выпускается в виде прозрачных и непрозрачных, цветных и бесцветных листов толщиною от 2 до 30 и более миллиметров.

В отличие от целлулоида органическое стекло почти не желтеет под действием солнечного света и не огнеопасно (воспламеняемость его примерно такая же, как и у древесины).

Органическое стекло устойчиво к действию бензина, керосина, глицерина, растительных масел, слабых кислот и щелочей, но растворяется в дихлорэтане, крепкой уксусной кислоте, муравьиной кислоте.

Органическое стекло обладает сравнительно малой твердостью, вследствие чего поверхность листов и заготовок при работе можно легко поцарапать. Поэтому поверхность стола,- на котором производится обработка деталей из плексигласа, должна быть покрыта мягкой и чистой тканью. Из этих же соображений листы плексигласа, предназначенные для обработки, оклеивают с двух сторон пористой бумагой. На этой бумаге производится в случае необходимости вся разметка. После окончания работы по изготовлению детали бумага смывается теплой водой.

Для оклейки органического стекла бумагой применяют специальный клей следующего состава:

Крахмал картофельный или пшеничный   100 частей

Глюкоза             125   »

Глицерин       . . .    200    »

Бензойная или салициловая кислота . .       1 часть

Вода    2 000 частей

В горячей воде растворяют глюкозу и кислоту. Отдельно в фарфоровой чашке тщательно размешивают до получения однородной массы крахмал с глицерином. Обе жидкости смешивают и подогревают на водяной бане при температуре 70—80°, непрерывно помешивая. В результате клейстеризации получается почти бесцветная, полупрозрачная клейкая масса, которую после охлаждения фильтруют через сложенную вдвое марлевую салфетку.

На поверхность бумаги и плексигласа клей наносят мягкой кистью два-три раза, после чего стекло оклеивают с двух сторон и оставляют для просушки в вертикальном положении.

Органическое стекло хорошо обрабатывается всеми слесарными инструментами: его можно пилить обыкновенной мелкозубой слесарной ножовкой, опиливать напильниками, точить на токарном станке по металлу, сверлить, шлифовать и полировать. В разогретом состоянии, при температуре 110—135°, органическое стекло легко изгибают и штампуют из него разные детали.

Распиловку органического стекла производят круглыми дисковыми электрическими пилами, ленточнопильными станками или слесарными ножовками. Во избежание излишнего нагревания плексигласа скорость резания и быстрота подачи материала при распиловке должны быть небольшими.

Для художественного выпиливания из органического стекла юные техники широко применяют лобзики.

Органическое стекло обрабатывается на токарных станках примерно так же, как медь и бронза. Скорость резания небольшая. Углы резания у резцов должны быть такими, чтобы инструмент скоблил материал. Полезно в процессе работы охлаждать материал водой или маслом.

Внутреннюю и наружную резьбу в деталях из органического стекла нарезают метчиками и плашками. Чтобы материал не крошился, нарезать резьбу нужно постепенно, часто вывинчивая метчики и плашки и очищая их от стружек.

Резьбу в отверстиях небольшого диаметра в деталях из плексигласа часто нарезают непосредственно винтиками, действуя ими как метчиками.

При гнутье и формовании деталей из органического стекла большое значение имеет равномерный и достаточный прогрев всей массы материала до необходимой температуры. Такое прогревание позволяет - не -только легко придать детали любую заданную форму, но и свести к минимуму остаточные внутренние напряжения.

При формовании деталей из органического стекла не следует злоупотреблять давлением: равномерно прогретый материал не требует при изгибании и формовке приложения значительных усилий. Наоборот, повышенное давление на нагретое органическое стекло может привести при формовании к появлению ненужных отпечатков, которые потом с трудом удаляются.

Царапины на поверхности органического стекла удаляют шлифованием и последующим полированием. Шлифование производят мелкозернистой (бархатной) шкуркой (рис. 55) круговыми движениями, захватывая площадь, значительно превышающую размеры царапины.

Неглубокие царапины, а также царапины, оставшиеся после шлифования поверхности плексигласа, ликвидируют при помощи полировальной пасты. Пасту наносят тонким слоем и тщательно полируют поверхность детали круговыми движениями байкой или мягкой, сухой и чистой тряпкой.

Склеивают органическое стекло специальным клеем, который приготовляют, растворяя опилки или стружки органического стекла в специальных растворителях — техническом дихлорэтане первого сорта, ледяной уксусной кислоте, муравьиной кислоте. На каждые 100 г растворителя следует брать 2—3 г органического стекла.

Стружки или опилки высыпают в растворитель и в течение получаса хорошо перемешивают, после чего закупоривают сосуд и оставляют стоять при комнатной температуре (15—22°) в течение 2—3 суток. После того как клей станет совершенно однородным, его можно применять для склеивания.

Клей для органического стекла нужно хранить в плотно закупоренных склянках при комнатной температуре (не выше 25°) в темном, защищенном от солнечного света месте. При длительном хранении (более 30—45 суток) клей теряет свою склеивающую способность и становится непригодным к употреблению.

Склеиваемые поверхности хорошо подгоняют друг к другу (рис. 56) и швы зачищают мелкозернистой шкуркой. Клей наносят кистью тонким ровным слоем на обе склеиваемые поверхности. Затем детали соединяют и изделие немедленно помещают, под пресс, загружают какой-либо тяжестью или туго связывают шпагатом. Желательно при этом, чтобы давление на один квадратный сантиметр склеиваемого шва для деталей толг щйной до 3 мм равнялось 0,5—1,5 кг, а для деталей толщиной более 3 мм — от 1,5 до 4—5 кг.

Склеиваемые детали рекомендуется держать под прессом при комнатной температуре не менее 4—8 часов. После извлечения деталей из пресса их выдерживают еще одни сутки и затем уже приступают к дальнейшей обработке.

Испарения клея вредны для здоровья; попадая на кожу, клей нередко раздражает ее. Поэтому при работе по склеиванию деталей из органического стекла необходимо хорошо вентилировать помещения. Работу по склеиванию органического стекла рекомендуется проводить в резиновых перчатках, особенно если в качестве растворител-я используются муравьиная или уксусная кислоты.

Целлулоидный клей. Целлулоидный (ни-троцеллюлозный) клей представляет собой сиропообразный раствор целлулоида з одном из органических растворителей: ацетоне, грушевой эссенции (амилацетате), метилацетате, буталацетате   и  других. Этот клей хорошо склеивает бумагу, картон, древесину, ткани, кожу, некоторые пластмассы.

 Целлулоидный клей широко применяется юными техниками при изготовлении, плавающих моделей судов, для изготовления и ремонта приборов, работающих в воде, для склеивания различных предметов из целлулоида и т. п. Этот клей очень быстро сохнет, дает прочные, устойчивые к действию влаги соединения, обладает хорошими электроизоляционными свойствами.

Целлулоидный клей огнеопасен, и поэтому хранить его надо подальше от, огня.

Для изготовления целлулоидного клея 1 весовую часть нарезанного мелкими кусочками целлулоида заливают 2—3 частями ацетона или другого растворителя. Сосуд, в котором ведется приготовление клея, плотно закупоривают и время от времени встряхивают. Если клей получится слишком густым, его разбавляют, добавляя растворитель.

При склеивании целлулоидным клеем хорошо подогнанных друг к другу чистых и сухих деталей поверхность смазывают тонким слоем клея, соединяют и, если можно, кладут под пресс или связывают прочной ниткой, шпагатом.