Технологія Виробництва Фенопластів - Технологія
Опис технологічного процесу виробництва та його характеристика.
Характеристика одержуваної продукції.
Характеристика сировини.
Характеристика технології виробництва.
Динаміка трудовитрат у розвитку технологічного процесу.
Рівень технології технологічного процесу.
Структура технологічного процесу.
Список використаної літератури.
В даний час поряд з чорними та кольоровими металами, деревом, шкірою, бетоном, керамікою та іншими силікатними матеріалами широко використовуються синтетичні матеріали, які отримуються в результаті хімічних процесів полімеризації та поліконденсації.
Пластмасами називаються такі матеріали, які містять як основний компонент полімер.
Існує багато різних видів пластмас, але всі вони поєднуються тим, що головною складовою їх є високомолекулярні органічні сполуки, побудовані з молекул-гігантів, що мають молекулярну вагу в десятки і сотні тисяч і навіть у мільйони одиниць.
Пластичні матеріали з кожним роком охоплюють нові сфери застосування, в тому числі і суднобудування, і значення їх у народному господарстві постійно зростає. Це пояснюється:
Практично безмежною сировинною базою для одержання пластмас (супутні нафтові гази, продукти піролізу нафти, вугілля, сланців);
Цінними експлуатаційними властивостями пластиків;
Можливістю застосування пластичних замість інших дефіцитних та дорогих матеріалів.
Пластмаси замінюють леговану сталь та різні метали, скло, а спінені полімери – пінопласти використовуються замість повсті та вати як тепло- та звукоізоляційні матеріали.
Фенопласти відносяться до перших пластичних мас, отриманих реакцією поліконденсації. В епоху бурхливого розвитку пластмас важко дати прогноз відносного майбутнього фенопластів – найстаріших полімерних матеріалів. Однак із упевненістю можна сказати, що й нині вони не втратили свого значення.
1.Опис технологічного процесу виробництва та його характеристика.
Характеристика одержуваної продукції.
Фенопласти - це різноманітні пластичні маси на основі феноло-альдегідних смол. Це незамінні матеріали для виготовлення деталей технічного призначення, що працюють в умовах високих темпіратур та підвищеної вологості, радіотехнічної апаратури, водо- та кислотостійких виробів, футерувальної плитки, виробів, що володіють високими фрикційними властивостями (гальмівні колодки), хімічної апаратури, в машинобудуванні шестерень, в електротехніці, автомобіле- та суднобудуванні.
Фенопласти - найбільш "старі" з усіх пластиків. Перший фенопласт в Україні був отриманий у 1913 р.
Фенопласти були першими промисловими синтетичними реактопластами. Поштовхом до їхнього виробництва послужив як дефіцит природної сировини, так і необхідність заміни природних матеріалів синтетичними.
Нині фенопласти застосовують як як виробний, а й як конструкційний матеріал.
Однією з найперспективніших областей застосування фенопластів є суднобудування. Вже зараз з них створюють великогабаритні деталі корпусних конструкцій та будують цілі корпуси дрібних суден, рятувальні плоти, пластмасові рубки та надбудови металевих суден, виготовляють перегородки та палубні настили.
Широке застосування пластики знаходять у судновому машинобудуванні (гребні гвинти, корпуснімасляни).
Пластики є одним із основних матеріалів для електронавігаційного та радіотехнічного обладнання суден, засобів суднової автоматики, зв'язку.
Пластичні маси з успіхом використовуються як декоративно-оздоблювальні матеріали та матеріали для виготовлення деталей обладнання суднових приміщень, ділових речей, меблів, світлотехнічної арматури, санітарно-технічного обладнання тощо.
Легкові пластики з успіхом виконують роль тепло-гідро-і звукоізоляційних матеріалів.
Введення у будівництво фенольних смол забезпечує більш надійне з'єднання матеріалів; нанесення тонких шарів можливе при застосуванні пластомірів на основі фенольних смол, ніж, наприклад, при застосуванні цементного розчину, так як перша композиція еластичніше, а відношення міцності при розтягуванні до міцності при стисненні в неї теж краще.
Пластобетони, на основі фенольних смол, мають високу міцність при розтягуванні і малу щільність, особливо добре підходять для виготовлення плит монтажних перекриттів. Відсоток шлюбу при виготовленні плит із цього бетону менший, ніж у випадку звичайного бетону. Скорочення циклу виготовлення бетону можливе за рахунок термообробки.
З метою зміцнення форм виготовлення черепиці в гончарній промисловості використовують пластгіпс з додаванням водоемульсійної фенольної смоли. Це сприяє підвищенню міцності при розтягуванні, зносостійкості та поверхневій твердості, завдяки чому збільшується термін служби форм.
Властивості пористого матеріалу, що йде на виготовлення вологовбирних форм для фасонного лиття та пресування керамічних виробів, можуть бути покращені введенням фенольних смол. Так, якщо у воду для замішування гіпсу додати рідку фенольну смолу, підвищуються твердість ізносостійкість форм, але збільшується час схоплювання.
Волокна, на основі фенольних смол, застосовують для тепло-і звукоізоляції. Волокна виготовляють способом дуття, отримують з них повсть, яка просочується смолою і надалі переробляють на мати, плити, оболонки і т.д.
Хороші властивості мають суміші резольних і новолачних смол. Вони можуть успішно застосовуватися у вигляді порошків, розчинів або водних емульсій як сполучного для мінеральних волокон, оскільки їх плинність до затвердіння виключно висока. Разом з тим ці суміші здатні спінюватись і легко напиляються на волокна.
Залежно від співвідношення фенолу та альдегіду розрізняють:
Новолачні смоли (фенопласти).
Резольні смоли отримують при поліконденсації з надлишком альдегіду (відношення альдегіду до фенолу 6: 5 або 7: 6) і при лужному каталізаторі (гідроксід натрію, калію). Резольні смоли термореактивні, їх затвердіння потрібен лише нагрівання, затверджувачі не використовуються. Продукти такої термічної реакції називають резитами.
Новолачні смоли отримують при поліконденсації з надлишком фенолу (відношення фенолу до альдегіду в молях 6: 5 або 7: 6) і при кислому каталізаторі (соляна або щавельна кислота). Новолачні смоли термопластичні, вони розчиняються у спирті та ацетоні; випускають у вигляді порошку. Новолачна смола отверждается при нагріванні із застосуванням затверджувача.
Залежно від застосовуваних наповнювачів розрізняють:
Прес – порошки – з порошковим наповнювачем;
Волокніти – з бавовняним наповнювачем;
Скловолокніти – зі скляним волокном;
Асбоволокніти – з азбестовим волокном;
Крихітні прес-матеріали – з наповнювачем у вигляді обрізків просоченої смолами тканини або деревного шпону;
Шаруваті пластики – з листовим наповнювачем.
Прес-порошки являють собою композиції, до складу яких входять сполучні наповнювачі, затверджувачі, мастила, барвники та інші спеціальні добавки. Сполучними є новолачні або резольние смоли у твердому чи рідкому вигляді. Наповнювачами служать деревне борошно, каолін, мумія, скляні мікросфери, літопон та ін. Як затверджувач застосовують в основному уротропін.
Мастило додають для усунення прилипання прес-виробів до прес-форм. Як мастило застосовують стеаринову або олеїнову кислоту, а також їх солі.
Барвники для прес-порошків повинні мати термостабільність, а також стійкість по відношенню до аміаку та інших хімічно активних речовин.
Волокнит – основний вид прес-матеріалів із підвищеними механічними властивостями. Волокнити застосовують виготовлення деталей, які працюють при підвищених механічних навантаженнях (кулачки, шестерні, рукоятки та інших.)
Асбоволкнит і стекловолокнит застосовуються переважно виготовлення методом пресування гальмівних колодок та інших виробів, які працюють при підвищених температурах і значних механічних навантаженнях.
Шаруваті пластики – це полімерні матеріали, армовані паралельно розташованими шарами наповнювача. Як наповнювач застосовують тканини, папір, фанерний шпон та інші матеріали. Залежно від природи наповнювача шаруваті пластики поділяють на такі види:
Текстоліт – з тканинним наповнювачем;
Асботекстоліт – на азбестовій тканині;
Склотекстоліт – на скляній тканині;
Гетінакс – з паперовим наповнювачем;
Деревношарові пластики - з деревним шпоном.
Фенопласти мають ряд цінних фізико-механічних та хімічних властивостей, які визначають їхвикористання у народному господарстві.
Невелика питома вага. Питома вага фенопластів коливається не більше 1,0-1,8 г/см 3 у середньому становить 1,4 г/см 3 . Якщо врахувати, що питома вага дюралюмінію дорівнює 2,8, а сталі – 7,8, міді – 8 г/см 3 , то вага фенопластів у середньому в 5 разів менша за питому вагу чорних і кольорових металів і майже вдвічі менша за питому вагу дюралюмінію.
Висока антикорозійна стійкість. Відомо, що фенопласти зовсім не піддаються електрохімічній корозії і дуже стійкі під впливом різних агресивних хімічних середовищ.
Вироби з фенопластів мають гарну вологостійкість, масло- і бензостійкість і досить високу стійкість до дії кислот та інших хімічних реагентів. Однак вони недостатньо стійкі до дії лугів та концентрованих кислот; шаруваті та волокнисті фенопласти відрізняються, крім того, підвищеною механічною міцністю.
Діелектричні властивості. Фенопласти, як і всі пластмаси, чудові діелектрики в умовах використання постійного та змінного струму.
Вони широко застосовуються як високоякісні діелектрики і в цьому відношенні є дуже добрими матеріалами, які використовуються в радіозв'язку та ін.
Колір. Фенопласти добре забарвлюються в будь-які кольори. При використанні стійких барвників можуть довго зберігати його. На поверхні фенопластів можуть бути нанесені малюнки, які в процесі виготовлення виробу покриваються прозорою та міцною плівкою. Це дозволяє отримувати не тільки високоякісні імітації цінних порід дерева, або мінералів, а й створювати нові декоративно-оздоблювальні матеріали.
Фенопласти пропускають промені світла в діапазоні хвиль і, зокрема, ультрафіолетову частину спектра, завдяки чому вони значно перевершуютьсилікатне скло.
Механічні властивості. Фенопласти, як і всі пластмаси, мають гарні механічні властивості. Залежно від складу та наповнювача можуть бути отримані тверді та міцні матеріали або гнучкі високоеластичні плівки та волокна.
Існує ряд фенопластів, які за своєю міцністю перевершують чавун та сталь.
Якщо взяти так звану вагову міцність, яка є відношенням межі міцності до питомої ваги, то для конструкційної сталі вона становитиме приблизно 1600кг, а для фенопластів - 1650кг.
Таким чином, майже при тому самому вазі конструкція з фенопластів буде по міцності відповідати сталі.
Антифрикційні властивості. Багато фенопластів мають високі антифрикційні властивості. Стійкість до стирання у деяких фенопластів при високих питомих навантаженнях у кілька разів перевищує стійкість антифрикційної бронзи. Є фенопласти, які можуть працювати без мастила протягом тривалого періоду часу.
Теплоізоляційні властивості. Усі фенопласти, як правило, погано проводять тепло. Їхній коефіцієнт теплопровідності дорівнює 0,3 – 0,4 ккал/м·год є С.
Адгезійні властивості. На основі фенопластів, як і пластмас, виготовляють клей для металів, дерева та інших матеріалів. Особливо цінною властивістю клеїв на основі полімерів є їхня висока адгезія до металів.
Виходячи з цих властивостей, вже зараз порушується питання про заміну паяння металів різними з'єднувачами за допомогою клеїв. Враховуючи розробку ще міцніших клеїв, слід очікувати, що в окремих випадках зварювання металів також може бути замінене склеюванням.
Недоліки фенопластів. У деяких галузях народного господарства фенопласти можуть застосовуватися.
Фенопласти, будучипредставниками пластмас, не можуть проводити електричний струм і тепло (хоча в окремих випадках можна покращити ці властивості електро- та теплопровідним введенням до складу графіту або порошкоподібних металів).
Як всі матеріали органічного походження, фенопласти мають порівняно низьку теплостійкість. Їхня експлуатаційна температура до останнього часу не перевищувала 100 - 120єС. Ця обставина стала значною перешкодою при випробуванні фенопластів у промисловості. До недоліків слід віднести здатність поглинання ними води і набухання, що спричиняє збільшення розмірів і зменшення механічної міцності. Тому у необхідних випадках слід використовувати матеріали з мінімальним водопоглинанням або вкриті водостійкими плівками.
Фенопласти, як деякі метали та пластмаси, чутливі до тривалих та знакозмінних навантажень. При тривалому зіткненні особливо з гарячою водою вироби з фенопластів виділяють кілька фенолу і формальдегіду. Тому фенопласти не можуть застосовуватись для виготовлення харчового посуду.
Відповідно до ГОСТ 5689-79 (Маси пресувальні фенольні. Технічні умови) визначаються такі марки фенопластів, які наведені в таблиці: