Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

KONSTRUKČNÍ PLASTY V LETECTVÍ 1.Úvod 2.Hlavní druhy reaktoplastů 3.Hlavní druhy termoplastů 4.Elastomery 5.Konstrukční pěny.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "KONSTRUKČNÍ PLASTY V LETECTVÍ 1.Úvod 2.Hlavní druhy reaktoplastů 3.Hlavní druhy termoplastů 4.Elastomery 5.Konstrukční pěny."— Transkript prezentace:

1 KONSTRUKČNÍ PLASTY V LETECTVÍ 1.Úvod 2.Hlavní druhy reaktoplastů 3.Hlavní druhy termoplastů 4.Elastomery 5.Konstrukční pěny

2 Úvod Plasty –polymerní materiály složené z makromolekul –většinou - látky vytvořené synteticky z nízkomolekulárních sloučenin, tzv. monomerů –homopolymer (z jediného druhu monomeru), kopolymer (z více monomerů) Výroba –polymerací (bez vedlejších produktů) –polykondenzací (vzniká i odštěpný produkt) Makromolekuly –lineární –rozvětvené (plošné) –síťované (prostorové) MAKROMOLEKULY lineární rozvětvená prostorově síťovaná MONOMER

3 Rozdělení plastů Termoplasty - tvořené lineárními, případně rozvětvenými makromolekulami. Působením tepla měknou, při určité teplotě přecházejí do tekutého stavu. Změna je vratná. Termoplasty amorfní – náhodně propletené makromolekuly bez příčných vazeb. Termoplasty krystalické – v určitém objemu pravidelné uspořádání řetězců makromolekul. Reaktoplasty - tvořené síťovanými makromolekulami s příčnými vazbami mezi různými molekulami. Polymer přechází při ohřevu do tuhého, nerozpustného a netavitelného stavu – dochází k vytvrzení. Uvedená změna je nevratná, struktura je amorfní. Elastomery - polymery, které vykazují výrazné elastické vlastnosti, např. kaučuky. Částečně krystalická nadmolekulární struktura polymeru krystalická oblast amorfní oblast

4 Teplota skelného přechodu Tg –dochází k výrazné změně mechanických a fyzikálních vlastností –změny jsou závislé na typu polymeru (amorfní lineární, amorfní síťovaný, krystalický) –široký rozsah Tg – polybutadien (-70°C), PVC (+87°C) Složení plastu –základní polymer (nebo polymery) –plastifikátory - jsou dispergovány jako izolované molekuly → snižují teplotu Tg, u amorfních polymerů zvětšují poddajnost a zrovnoměrňují vlastnosti –plniva - zrnité látky s velikostí částic kolem 0,001mm → zvýšení pevnosti i tvárnosti amorfních lineárních a rozvětvených polymerů (kaolin, sklo, křemen, azbest), zlepšení odolnosti proti bobtnání (křemen) a zlepšení elektroizolačních vlastností (slída); koloidní uhlík (saze) má rozhodující vliv na vlastnosti pryže; vláknitá výztuž - KM –stabilizátory → zpomalení degradačních procesů – změn tvrdosti, pevnosti, tvárnosti, barvy, rozměrů, vzniku trhlin. –pigmenty → vybarvení polymeru –zpěňovadla → uvolňují plyny (N, CO 2 ), dochází k napěnění polymeru a po ztuhnutí ke vzniku tzv. lehčené (pěnové) hmoty

5 Přednosti plastů –nízká hustota (0,9 až 2 g/ccm) –korozní odolnost –nevyžadují povrchové úpravy –nízká tepelná a elektrická vodivost (dobré izolační vlastnosti) –tlumení kmitů –dobré kluzné vlastnosti –dobrá zpracovatelnost (pracnost výroby součástí 4 až 5 krát nižší než u kovů) a poměrně nízká cena –součásti bez vrubů mají dobrou rázovou houževnatost Nedostatky plastů –relativně nízké hodnoty pevnosti a modulu pružnosti –nízká tepelná odolnost –závislost vlastností na teplotě –velká teplotní roztažnost –stárnutí, tj. degradace vlastností vlivem provozních podmínek

6 Mechanické vlastnosti polymerů –většinou rozhodují o použití plastu jako konstrukčního materiálu –pro konkrétní aplikaci jsou důležité i vlastnosti fyzikální, chemické nebo technologické –lineární polymer → viskoelastické chování ( deformace má nevratnou (viskozní) složku způsobenou skluzem mezi řetězci makromolekul a složku vratnou (elastickou), způsobenou prodloužením řetězců –amorfní polymer → nad Tg má nízký modul pružnosti a chová se jako elastomer → silně pod Tg má podstatně vyšší modul a jeho lom je většinou křehký –krystalický polymer → s krystalinitou 30 až 60% - pod Tg houževnatý → s krystalinitou 70 až 90% - pod Tg křehký –důsledek viskoelastického chování → creep (deformace pokračuje v čase i při konstantním napětí, nižším než je třeba pro trvalou deformaci při běžné tahové zkoušce –stabilita vlastností je závislá na odolnosti proti okolnímu prostředí (vodě, olejům, chemickým látkám, světlu, RTG a gama záření) → prostředí může způsobit štěpení makromolekul a vazeb v polymerech a vést k degradaci vlastností

7 Hlavní druhy reaktoplastů Fenoplasty (PF) –fenolformaldehydové pryskyřice –ve vytvrzeném stavu pevné, nehořlavé, netavitelné, nerozpustné v organických rozpouštědlech –při ohřevu neměknou, při teplotě 300 °C zuhelnatí –odolávají velmi dobře atmosférickým vlivům –existují jako lisovací hmoty, licí pryskyřice, lepidla, lehčené hmoty a laky –v konstrukci letadel se používají jako matrice kompozitních materiálů vnitřního vybavení (nehořlavost, malý vývin kouře při požáru) –pevnost laminovacích a odlévacích hmot Rm = 14 – 56 MPa Aminoplasty (UF) –močovino formaldehydové pryskyřice, Rm ~ 25 MPa –trvalé vystavení teplotě maximálně 90 °C –zdravotně nezávadné –užití na plastové nádobí a na dekorační účely (obklady stěn)

8 Epoxidy (EP) –široký sortiment (nátěrové hmoty, lepidla, licí hmoty a matrice pro letecké kompozitní konstrukce) –ve vytvrzeném stavu mají dobré mechanické vlastnosti –tvrdé, pružné, chemicky odolné, rozměrově stálé a odolné proti stárnutí –licí epoxidové pryskyřice se používají např. k výrobě modelů a lisovacích nástrojů Polyestery (UP) –nenasycené polyestery –hlavní uplatnění jako matrice kompozitních materiálů vyztužených skleněnými vlákny (neletecké aplikace) –pevné, tvrdé, rázuvzdorné a odolné proti stárnutí –tepelná odolnost je nižší než u epoxidů Polyimidy (PI) –vysokoteplotní polymery s přípustnými provozními teplotami 260 až 480 °C –vysoká pevnost a tuhost do vysokých teplot, rozměrová stabilita –výborné elektroizolační vlastnosti, odolnost proti záření, dobré třecí vlastnosti a odolnost proti opotřebení –matrice kompozitních materiálů pro nejvyšší teploty, v pěnové formě na jádra sendvičů a na izolační vrstvy

9 Silikony –anorganické polymery na bázi Si –při nízké molekulové hmotnosti - kapaliny a pasty (silikonové oleje, lepidla) –při vyšší molekulové hmotnosti mají vlastnosti elastomerů (silikonové kaučuky) –vytvořením příčných vazeb se mění na reaktoplasty (silikonové pryskyřice) pryskyřicehustota g/ccm Rm MPa Rb MPa Eb GPa A%A% epoxidová1,0 – 1, ,0 – 3, polyesterová1,19 – 1, ,8 – 4,23 polyimidová1, ,7/1,8*- * při teplotě 260 °C Orientační vlastnosti laminačních reaktoplastových pryskyřic

10 Hlavní druhy termoplastů Polyvinylchlorid (PVC) –neměkčený - dobré fyzikální vlastnosti, odolnost proti vodě a stárnutí, nehořlavý, dobré elektroizolační vlastnosti –měkčený – široká škála tvrdostí –pěnový – největší význam - na jádra sendvičových konstrukčních prvků. Polystyrén a jeho kopolymery –Polystyren (PS) – tvrdý a křehký –Styren-akrylonitril kopolymer (SAN) - méně křehký, teplotně odolný do 90 °C a odolnější proti olejům a benzinu –Akrylonitril-butadien-styren kopolymer (ABS) - pevný, velmi houževnatý, tepelně odolný do 85 °C, u speciálních druhů až do 105 °C, nevhodný pro venkovní použití –Akrylonitril-styren-akrylester (ASA) - houževnatější a vhodnější pro venkovní použití než ABS –Pěnový polystyren – obalový a izolační materiál

11 Polyetylén (PE) –polymer s vysokou krystalinitou –vlastnosti jsou závislé na molekulové hmotnosti –výborná odolnost vodě a chemickým látkám, odolnost stárnutí –vynikající dielektrické vlastnosti –typické použití - obal elektrických vodičů, elektrotechnické součástky, potrubí na chemikálie a vodu, těsnění apod. Polypropylén (PP) –poněkud lepší mechanické vlastnosti než PE –nízká hustotu –velká povrchovou tvrdost –nízká propustnost pro plyny Polyamid (PA) –houževnatý, vysoká pevnost v ohybu, odolnost proti abrazi –není odolný proti vodě, působením vzdušného kyslíku oxiduje a mění barvu –použití - např. na různé technické výlisky namáhané na otěr, elektrické kabely, těsnění, trubky pro vedení olejů a paliv.

12 Polyuretan (PU) –některé vlastností lepší než PA –dielektrické, odolnost proti chemikáliím, –fólie, vlákna, nátěrové hmoty a zejména pěnové hmoty na jádra sendvičových konstrukčních prvků Polytetrafluóretylén (PTFE) –krystalický polymer, chemicky a tepelně odolný, s výbornými elektroizolačními vlastnostmi a dobrou rázovou pevností, dobré kluzné vlastnosti –použití je možné v rozmezí teplot (-100 až +300 °C) → ložiska, těsnění, potrubí pro chemikálie Polymetylmetakrylát (PMMA) –organické sklo, čirá, tuhá sklovitá hmota s teplotou měknutí nad 100 °C –velmi dobré optické a elektroizolační vlastnosti a odolnost proti stárnutí –při teplotách 120 až 140 °C se dá velmi dobře tvářet např. vakuově –nedostatkem je poměrně nízká povrchová tvrdost a odolnost proti poškrábání –hlavní použití na letadlech je zasklení kabin a průzorů Polyéteréterketon (PEEK) –vysokoteplotní polymer pro provozní teploty 250 až 310 °C –pevnost, tuhost, chemická odolnost, odolnost proti tečení za vysokých teplot –odolnost proti opotřebení, rozměrová stálost, chemická odolnost, odolnost proti pronikavé radiaci, dobré elektroizolační a dielektrické vlastnosti –nízká hořlavost a vývin kouře –použití - ozubená kola, součásti čerpadel, sedla ventilů, ložiska.

13 materiálhustota g/ccm Rm/Re MPa E GPa A%A% teplota použití, °C PE0,9636/ , /120* PP PP + 30% sklo** 0,91 1,14 -/35 71/- 1,3 5, ,0 100/130* ABS1,06-/452,42085/100* PMMA1,18-/603, /100* PA 46 PA 66 PA % sklo** PA % uhlík** 1,18 1,14 1,35 1,23 -/80 -/90 200/- 220/- 3,5 3,3 9, , /220* 100/170* 110/200* PEEK PEEK + 30% sklo** PEEK + 20% uhlík** 1,32 1,49 1,44 -/92 157/- 208/- 3,6 9,7 13,0 50 2,2 1,3 260/300* PTFE2,18-/250, /260* * provozní teplota krátkodobě, ** krátké vlákno Orientační vlastnosti termoplastů

14 Elastomery Makromolekulární látky –vulkanizací přecházejí ze stavu převážně plastického do stavu převážně elastického –základ technické pryže → zvulkanizovaná směs kaučuku a přísad (saze, síra) –kaučuk přírodní (amorfní polymer izoprenu) – horší vlastnosti syntetický (polymerace vedlejších produktů zpracování ropy) Nejběžnější jsou materiály na bázi kopolymeru styrenu a butadienu –důležité vlastnosti pro pneumatiky kol podvozků → hystereze při pružné deformaci, vysoká schopnost útlumu elastomerRm MPa tažnost % max. teplota °C použití butadienstyrenový těsnění, O kroužky, pneumatiky akrylonitrilový těsnicí kroužky, hadice pro benzin silikonový /250* izolace vodičů, těsnění, hadičky * krátkodobě

15 Konstrukční pěny jádra sendvičových konstrukčních prvků zvukově a tepelně izolační materiály v kabinách termoplasty nebo reaktoplasty největší přednosti → velmi nízká hustota, výborné izolační vlastnosti materiálρ kg/m³ pevnost v tlaku MPa pevnost ve smyku MPa E MPa G MPa Polymetakrylimid ROHACELL 51 WF ROHACELL 200 WF ,4 6,4 0,5 3, Polyvinylchlorid HEREX C70 1,21,1 Polyuretan0,7 Vlastnosti konstrukčních pěnových plastů

16 materiálρ kg/m³ pevnost v tahu MPa tažnost % tepelná vodivost W/mK Polyamid SOLIMIDE AC-406 SOLIMIDE AC-430 8,8 5,3 0,52 – 0,69 0,29 – 0, ,043 0,050 Melaminformaldehyd Basotec8 - 11min. 0,12-max. 0,035 Polystyren Styropor ,16 – 0,48-0,04 – 0,035 Vlastnosti některých izolačních pěn

17 Struktura melaminové pěny Basotect Řez sedadlem dopravního letadla – jádro z melaminové pěny zastříknuté polypropylenovou pěnou


Stáhnout ppt "KONSTRUKČNÍ PLASTY V LETECTVÍ 1.Úvod 2.Hlavní druhy reaktoplastů 3.Hlavní druhy termoplastů 4.Elastomery 5.Konstrukční pěny."

Podobné prezentace


Reklamy Google