Фенопласты

Производство и применение фенопластов

Сейчас человечество не представляет своей жизни без пластмасс. Прочные полимерные материалы востребованы в машиностроении, судостроении, быту и т.д. К ним относится и фенопласт (ФП). Фенопласт представляет собой термоактивное соединение, которое образовывается в результате модификации фенолформальдегидных смол. Химическая формула (-Ph(OH)-CH2-)n.

История возникновения материала

Первый фенопласт был произведен в России в 1913 году. Процесс производства этого материала стал машинизированным, так как ФП стали заменять другие природные материалы. Цены на природные материалы были высокими, а срок службы и прочность уступали новому материалу.

Изделия из фторопласта заменили деревянные и металлические детали на производственных линиях и в машиностроении. Данный материал стали выпускать в большом количестве, так как он считался простым в процессе производства, имел низкую стоимость и высокие эксплуатационные характеристики.

Состав и производство фенопласта

Прессование фенопластов считается основным процессом производства. Но по своему типу этот фенопласт может иметь различные свойства. Отличия в характеристике готового материала основываются на применении разных наполнителей. По типу наполнителя фенопласты могут быть двух видов:

• •    дисперсно-наполненные
• •    армированные.

Наполнители этого материала представляют собой пресс-порошки. Эти порошки отличаются разной структурой. Также в состав ФП входят:

• •    фенолформальдегидные смолы,
• •    кремний органические соединения
• •    пластификаторы,
• •    смазки в виде стеарина или олеиновой кислоты,
• •    красители.

Производство фенопластов основано на процессе отвержении всех вышеперечисленных компонентов. Процесс застывания проходит при высокой температуре. Перерабатывают фенопласты двумя способами – литьем и прессованием.

Основные свойства и виды ФП

Фенопласты имеют различные характеристики и особенности в применении. Поэтому этот материал выпускает различных марок. Основным государственным документом, который регламентирует качество фенопласта считается ГОСТ 5689-79 «Массы прессовочные фенольные. Технические условия».

Производители этого материала выпускают ФП разных  марок. Но все они разделены на шесть групп, а именно:

• •    общего назначения,
• •    безаммиачные фенопласты,
• •    электроизоляционные,
• •    влагохимстойкие,
• •    ударопрочные фенопласты,
• •    жаропрочные.

Фенопласт У1 166 относится к ударопрочной группе, которая имеет органический наполнитель, а также к резольной группе с электрическими показателями. Может производиться как компрессионным так и литьевым методом.

Фенопласт У1 301 07 относиться также к ударопрочной группе, в качестве наполнителя имеет хлопковую целлюлозу. Его получают методом прессования. По цвету может отличаться коричневым оттенком. Производители фенопласта У1 301 07 называют его волокнитом. Применяется в машиностроительной сфере.

Фенопласт 02 010 02 отличается общим назначением, относится к группе без электрических показателей. Наполнитель – органический, может быть изготовлен как литьем, так и с помощью пресса.

Фенопласт 03 010 02 выпускается черного цвета, в виде пресс-порошка. Его применяют в процессе производства армированных и неармированных изделий. Назначение – общее и бытовое. Эта марка фенопласта способна выдержать от -50°C +110°C.

Применение ФП связано с его свойствами, так как каждая марка имеет свои отличительные черты. Всем фенопластам характерны следующие особенности.

• •    ФП отличается малым весом, на 1 куб.см приходиться 1-2 г этого материала.
• •    Данный материал не вступает в реакции с агрессивными жидкостями. Также он имеет высокие антикоррозийные характеристики.
• •    ФП имеет высокую прочность. Его приравнивают к прочности чугуна.
• •    Фенопласт обладает антифрикционными характеристиками. Он позволяют использовать материал без добавления дополнительных смазочных материалов.
• •    Этот материал отличается пластичностью, что не мешает производить высокопрочные готовые детали.
• •    Фенопласт не способен пропускать через себя электрический ток.
• •    Прозрачный фенопласт способен пропускать ультрафиолетовые лучи.
• •    Его часто используют в качестве теплоизоляционного материала, так как он отличается низкой теплопроводностью.
• •    Он легко поддается окрашиванию, поэтому материалы из фенопласта находят свое место в интерьерах домов.
• •    ФП отличается низкой стоимостью.

Сферы применения

Армированный ФП добавляют в составы древесного шпона, некоторые виды бумаги и текстильной продукции. Без фенопласта стало невозможным производство:

• •    судов,
• •    осветительных приборов,
• •    мебельных изделий.

Он стал неотъемлемой частью состава бетона, который заливается для увеличения шумоизоляции.

В сфере автомобилестроения его можно увидеть в процессе производства:

• •    тормозных дисков и колодок,
• •    шестеренчатых колес,
• •    шкивов,
• •    втулок, толкателей, макросхем.

В авиации из него производят различные корпуса и детали. Фенопласты с их свойствами нашли свое место в различных областях применения. Их доступная цена помогает значительно экономить денежные средства.

Основные мировые производители

Детали из фенопласта ценятся во всем мире, особенно, если они сделаны в:

• •    Германии,
• •    Японии,
• •    Франции,
• •    США.

В Российской Федерации основными производителями фенопласта считаются компании:

• •    ООО Югтехком,
• •    ООО ВитаХим,
• •    ООО Югреактив,
• •    ООО Уралхиминвест,
• •    ТН-Хим.

Цена на фенопласт разнится, так как каждая марка отличается особенностями своего состава и процессом производства. Средняя цена составляет 100-120 рублей за 1 кг.

Фенопласты: характеристика, основные свойства и область применения

Практика использования полимерных материалов насчитывает более чем 100-летнию историю.

Известны десятки различных синтетических материалов, среди которых поликарбонат, поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, полистирол и полиуретан, из которых изготавливаются тысячи изделий широкого назначения для всех областей промышленности. Одним из самых первых полимерных материалов стал использоваться такой материал как фенопласт.

История возникновения и развития

Начало изготовления и использования первых изделий из фенопласта датируется для России 1913 годом. Уже тогда требовалась достойная замена некоторым деталям природного происхождения, которые были дороги при промышленном производстве машин.

По своей сути фенопласты являются реактопластами, которые получают на основе феноло-формальдегидных смоляных составов. В основе технологии получения названного вида пластмассы стоит метод поликонденсации.

Обширную сферу применения обуславливают многие достоинства в сравнении с традиционными материалами:

• практически безграничная сырьевая база;
• высокие эксплуатационные свойства полученных изделий;
• невысокая конечная стоимость детали и машины в целом.

Фенопласты легко заменяют высоколегированные стали, стекло, активно применяются и во вспененном состоянии как изолирующий материал.

Несмотря на продолжительное использование фенопластов, материал не потерял актуальность в своем применении. В первую очередь это обусловлено его востребованностью как конструкционного материала.

Среди других областей, где востребован этот полимер, можно назвать судостроение.

Однако прежде чем понять такую популярность, следует рассмотреть, чем выделяются фенопласты, их состав, свойства и области применения более детально.

Основные свойства и виды материала

Применение фенопластов основано на целом ряде замечательных свойств, характерных для этого материала:

1. Небольшой удельный вес – от 1,0 до 1,8 г/см3. Приблизительно можно говорить о 5-кратном преимуществе по сравнению с черными и цветными металлами в общей оценке.
2. Высокая антикоррозийная стойкость. Фенопласт не только не подвергается разрушительному воздействию кислорода, но и успешно противостоит другим агрессивным химическим средам. Слабое сопротивление оказывается материалом только при взаимодействии с концентрированными кислотами и щелочами.
3. Высокая механическая прочность, которая может превышать прочность чугуна. Готовые детали успешно трудятся не только в ременных передачах, но на основе этого полимера изготавливаются подшипники скольжения. Здесь также проявляется антифрикционная стойкость материала, когда для работы, где присутствует трение, не требуется дополнительная смазка.
4. Пластичность. Это свойство может достигаться при определенных условиях, что позволяет получить не только прочные изделия, но и наделяет их необходимой гибкостью.
5. Непроводимость электрического тока. Это свойство позволяет использовать фенопласт в электротехнике в качестве диэлектрика.
6. Светопроницаемость. Наряду с дневным светом фенопласт пропускает лучи в ультрафиолетовом диапазоне, что является важным преимуществом в сравнении с силикатным стеклом.
7. Низкая теплопроводность. При среднем показателе 0,3 материал успешно используется как теплоизоляционный.
8. Возможность окрашивания. Такая способность позволяет успешно заменять дорогостоящие элементы декора из натуральных материалов.

Возможность наделять изготавливаемые детали определенными свойствами делает фенопласт действительно уникальным материалом, а область его применения постоянно увеличивается.

При разделении фенопласта по основным двум направлениям можно выделить резольную группу и новолачные смолы. Резольный материал получают при избытке альдегидов и при щелочном катализаторе. При этом использование отвердителей не требуется.

Новолачные смолы требуют применения отвердителей и производятся методом поликонденсации с избытком фенола в кислом катализаторе.

Вся линейка производимых фенопластов достаточно широка, что объясняется возможностью применять различные наполнители при производстве конечного материала. Можно назвать такие основные виды продукции:

• пресс-порошки;
• армированные фенопласты;
• крошкообразные пресс-материалы;
• слоистые пластики;
• текстолиты;
• древесные пластики;
• гетинакс.

Одной из основных групп фенопластов являются армированные фенопласты.

Усиление свойств детали происходит за счет включения в состав таких компонентов как углеродные волокна, древесный шпон, тканные или другие волокнистые материалы, и даже бумагу.

В зависимости от наделяемых свойств получают конечный материал, который подлежит финишной обработке, и может использоваться в самых разных областях.

Армированный фенопласт выпускают в виде спутанно-волокнистого или гранулированного конечного продукта. Более удобным в обработке является гранулированный материал, который позволяет изготовить из гранул длиной от 5 до 30 мм спрессованные плиты, с дальнейшим изготовлением конечных деталей. По такой технологии получают текстолит, стеклотекстолит, гетинакс.

Страны, лидеры в промышленном производстве, имеют собственные запатентованные разработки, где фенопласты обладают отдельными уникальными свойствами:

• дуротон – Германия;
• ришелит – Япония;
• турнерон – Франция;
• текстолит – США.

Такое разнообразие получаемых видов материалов на основе фенопластов позволяет постоянно расширять область применения, а объем производства ежегодно в мире исчисляется уже десятками миллионов тонн.

Направления использования

Применение фенопластов только в одной области – судостроении – тяжело полностью описать. Это связано с тем, что фенопласты, их состав, свойства и области применения как нельзя лучше отвечают суровым условиям эксплуатации. Среди основных направлений можно выделить:

1. Корпусные детали конструкции судов, куда входят настилы, отдельные помещения и судовые надстройки. В отдельных случаях для малотоннажных судов может быть изготовлена конструкция целиком.
2. Техническое оснащение судов – гребные винты, детали силового, навигационного оборудования, включая электротехническое.
3. Оборудование и предметы интерьера: мебель, детали отделки интерьеров, осветительные прибора.
4. Санитарно-техническое оборудование и средства спасения.

Активно фенопласты используются в строительстве. Если тепло- и звукоизоляционное применение здесь понятно, то необычным является применение фенопластов для лучшего соединения (склеивания) строительных материалов (блоков и др.). Кроме того, широко известен пластобетон, где материал вводится в состав смеси, что увеличивает прочностные свойства готовых бетонных плит.

В автомобилестроении, тяжелой и легкой промышленности находят применения детали из фенопластов. Можно упомянуть такие примечательные изделия как:

• тормозные колодки автомобилей;
• шестеренчатые колеса;
• шкивы ременных передач;
• детали механизма газораспределения – втулки, толкатели;
• платы микросхем в электротехнике.

Активно используются детали из фенопластов в авиации, как при создании корпусных деталей, так и в качестве составных элементов многих систем.

Важным аспектом использования этого вида полимера является значительное снижение стоимости готовой продукции. Еще на стадии производства деталей затрачивается в 5 раз меньше энергии по сравнению с алюминием, или в 3 раза, если производить металлопрокат.

При этом одновременно более простой является модернизация производства под изменение технологий, а долговечность, износостойкость может быть увеличена в сравнении с металлическими изделиями.

Можно уверенно сказать, что потребление фенопластов будет и дальше расти.

Фенопласты

Категория:

   Автомобильная химия

—

Фенопласты

Фенопласты — пластмассы на основе фенолоформальдегидных смол — наиболее давно известный и широко распространенный вид пластмасс. Фенолоформальдегидную смолу получают путем реакции поликонденсации между фенолом и формальдегидом в присутствии щелочных или кислых катализаторов.

В зависимости от наполнителя фенопласты подразделяются на порошкообразные, волокнистые, слоистые материалы. Фенопласты, содержащие порошкообразные наполнители (древесную муку, минеральные наполнители и т. д.), называют пресс-порошками.

Фенопласты, содержащие наполнитель в виде хлопчатобумажных волокон, называют во-локнитами, а в виде стеклянных волокон — стекловолокнитами.

Если фенопласты имеют в качестве наполнителя ткани, то они называются тексто-литами, если бумагу — гетинаксами.

Отличительной особенностью фенопластов являются: хорошие диэлектрические показатели, высокие механические свойства, низкое водоцогло-щение, хорошие химические свойства. По существу в фенопластах универсальность свойств сочетается с относительно низкой стоимостью.

— К недостаткам фенопластов следует отнести высокое давление переработки, возможность окраски только в темные тона.

Основной метод переработки фенопластов — прессование, но пресс-порошки можно перерабатывать и литьем под давлением.

В автомобильной промышленности для производства деталей применяются следующие фенопласты.

Пресс-порошки типа О — общего назначения (03-010-02, 028-210-02 и др., ГОСТ 5689—79) — рекомендованы для ненагруженных и неармиро-ванных деталей общего назначения, к механическим свойствам которых не предъявляются высокие требования. Из пресс-порошков типа О изготавливают держатели фланцев, изолирующие втулки, шайбы, ручки, пепельницы и т. п.

Пресс-порошки типа Э (Э9-342-73, Э6-014-30, ГОСТ 5689—79) применяются для армированных и неармированных деталей электротехнического назначения, автотракторных деталей электрооборудования (изолирующих устройств, крышек распределителя и т. п.).

Пресс-порошки типа Вх (5-010-73, ГОСТ 5689—79) —для изготовления деталей электротехнического назначения, работающих в условиях повышенной влажности и высоких температур.

Пресс-порошки типа Сп — специального назначения (Сп 3-342-02, К-214-2, ГОСТ 5689*—79) —отличаются повышенными-механическими и электрическими показателями, тропикостойки, применяются для армированных и неармированных деталей электротехнического оборудования, эксплуатация которых допустима в среде бензина и масла.

Волокниты типа У (У1-301-07, ГОСТ 5689—79) —применяются для изготовления деталей технического назначения, к которым предъявляются требования повышенной прочности на ударный и статический изгиб, кручение, например кожух радиатора отопителя, крышки аккумуляторной батареи и т. д.

Для переработки стекловолокнита требуется высокое давление, что вызывает преждевременный износ пресс-форм и не позволяет прессовать крупногабаритные кузовые панели.

Из стекловолокнита АГ-4В изготавливают кожух вентилятора отопителя, крушку аккумуляторной батареи, корпус вентилятора отопителя задка, стакан фильтра и т. д.

Дозирующиеся стекловолокниты (ДСВ-2-Р-2М, ДСВ-4-Р-2М, ГОСТ 17478—72) — по сравнению с материалом АГ-4В имеют улучшенные технологические свойства и более однородны по механическим свойствам (коэффициент вариантности 10—20%, для АГ-4В 20—30 %). Из стекловолокнитов прессуют детали электроизоляционного назначения — кожухи вентиляторов, крышки аккумуляторных батарей.

Текстолиты (ИТ, ПТК, ГОСТ 5—78) —- материалы с хорошими механическими, электротехническими и теплофйзическими свойствами.

Применение этого материала ограничено необходимостью получения изделия из отпрессованной заготовки механической обработкой, дефицитностью хлопчатобумажной ткани, высокой стоимостью.

Из текстолита изготавливают шестерни распределительного вала, крыльчатки водяного насоса, шайбы уплотнительные и изолирующие, кнопки клапанов топливного насоса, изолирующие прокладки, а также некоторые детали антифрикционного назначения.

Гетинаксы (марки I, II, ГОСТ 2718—74) — имеют хорошие диэлектрические свойства, которые сохраняются до 120 °С. Эти материалы применяются только в виде плоских листов, из которых можно штамповать несложные детали; основное применение гетинаксы находят для изготовления изолирующих прокладок, печатных плат, уплотнителей и других деталей.

Реклама:

Читать далее: Полиуретаны

Категория: — Автомобильная химия

→ Справочник → Статьи → Форум