: Полимер

: Полимер

Историческая справка.

Термин “поли­мерия” был введен в науку И.Берцелиусом в 1833 для обозначения

особого вида изомерии, при которой вещества (полимеры), имеющие одинаковый

состав, обладают различной молекулярной массой, например этилен и бутилен,

кислород и озон. Такое содер­жание термина не соответствовало современным

представлениям о полимерах. “Истинные” синтетические полимеры к тому времени

еще не были известны.

Ряд полимеров был, по-видимому, получен еще в первой половине 19 века. Однако

химики тогда обычно пытались подавить полимеризацию и поликонденсацию,

которые вели к “осмолению” продуктов основной химической реакции, т.е.,

собственно, к образованию полимеров (до сих пор полимеры часто называют

“смолами”). Первые упоминания о синтетических полимерах отно­сятся к 1838

(поливинилиденхлорид) и 1839 (полистирол),

Химия полимеров возникла только в связи с созданием А.М.Бутлеровым теории

химического строения. А.М.Бутлеров изучал связь между строением и

относительной устойчивостью мо­лекул, проявляющейся в реакциях

поли­меризации. Дальнейшее свое развитие наука о полимерах по­лучила главным

образом благодаря интенсивным поискам способов синтеза каучука, в которых

участвовали крупнейшие учёные многих стран (Г.Бушарда, У.Тилден, немецкий

учёный К Гарриес, И.Л.Кондаков, С.В.Лебедев и другие). В 30-х годов было

до­казано существование свободнорадикального и ионного механиз­мов

полимеризации. Большую роль в развитии представлений о поликонденса­ции

сыграли работы У.Карозерса.

С начала 20-х годов 20 века развиваются также теоретические представления о

строении полимеров Вначале предполагалось, что такие био­полимеры, как

целлюлоза, крахмал, кау­чук, белки, а также некоторые син­тетические

полимеры, сходные с ними по свойствам (например, полиизопрен), состоят из

малых молекул, обладающих необычной способ­ностью ассоциировать в растворе в

комп­лексы коллоидной природы благодаря нековалентным связям (теория “малых

блоков”). Автором принципиально но­вого представления о полимерах как о

веществах, состоящих из макромолекул, частиц необычайно большой молекулярной

массы, был Г.Штаудингер. Победа идей этого учёного заставила рассматривать

полимеры как качественно новый объект исследования химии и физики.

Полимеры - химические соединения с высокой мол. массой (от

нескольких тысяч до многих миллионов), молекулы которых (макромо­лекулы)

состоят из большого числа повто­ряющихся группировок (мономерных звеньев).

Атомы, входящие в состав мак­ромолекул, соединены друг с другом силами главных

и (или) координационных валентностей.

Классификация.

По происхождению полимеры делятся на природные (биополимеры), например белки,

нуклеиновые кислоты, смолы природные, и синтети­ческие, например полиэтилен,

полипропилен, феноло-формальдегидные смолы. Атомы или атомные группы могут

распо­лагаться в макромолекуле в виде: откры­той цепи или вытянутой в линию

после­довательности циклов (линейные полимеры, например каучук натуральный);

цепи с разветвлением (разветвленные полимеры, например амилопектин),

трехмерной сетки (сшитые полимеры, например отверждённые эпоксидные смолы).

Полимеры, молекулы которых состоят из одинаковых мономерных звеньев,

называются гомополимерами (например поливинилхлорид, поликапроамид,

целлюлоза).

Макромолекулы одного и того же хи­мического состава могут быть построены из

звеньев различной пространственной конфигура­ции. Если макромолекулы состоят

из оди­наковых стереоизомеров или из различ­ных стереоизомеров, чередующихся

в цепи в определенной периодичности, полимеры называются стереорегулярными.

Полимеры, макромолекулы которых содержат несколько

типов мономерных звеньев, называются сополимерами. Сополиме­ры, в которых

звенья каждого типа образуют достаточно длинные непрерывные последовательности,

сменяющие друг друга в пределах макромолекулы, называются блоксополимерами. К

внутренним (неконцевым) звеньям макромолекулы одного химического строения могут

быть присое­динены одна или несколько цепей дру­гого строения. Такие сополимеры

называются привитыми.

Полимеры, в которых каждый или некоторые сте­реоизомеры звена образуют

достаточно длинные непрерывные последовательно­сти, сменяющие друг друга в

пределах одной макромолекулы, называются стереоблоксополимерами.

В зависимости от состава основной (главной) цепи полимеры, делят на:

гетероцепные, в основной цепи которых со­держатся атомы различных элементов,

чаще всего углерода, азота, кремния, фосфора, и гомоцепные,

основные цепи которых построены из одинаковых атомов. Из гомоцепных полимеров

наиболее рас­пространены карбоцепные полимеры, главные цепи которых состоят

только из атомов углерода,

например полиэтилен, полиметилметакрилат, политетрафторзтилен. Примеры

гетероцепных полимеров - полиэфиры (полиэтилентерефталат, поликарбонаты),

полиамиды, мочевино-формальдегидные смолы, бел­ки, некоторые

кремнийорганические поли­меры. Полимеры, макромолекулы которых наряду с

углеводородными группами содержат атомы неорганогенных элементов, называются

элементоорганическими. Отдельную группу полимеров образуют

неорганические по­лимеры, например пластическая сера, полифосфонитрилхлорид.

Свойства и важнейшие характеристики.

Линейные полимеры обладают специфическим комп­лексом физико-химических и

механических свойств. Важнейшие из этих свойств: способность образовывать

высокопрочные анизотроп­ные высокоориентированные волокна и пленки ,

способность к большим, дли­тельно развивающимся обратимым дефор­мациям;

способность в высокоэластичном со­стоянии набухать перед растворением; высокая

вязкость растворов. Этот комп­лекс свойств обусловлен высокой

молекулярной массой, цепным строением, а также гиб­костью макромолекул. При

переходе от линейных цепей к разветвленным, ред­ким трехмерным сеткам и,

наконец, к густым сетчатым структурам этот комп­лекс свойств становится всё

менее выра­женным. Сильно сшитые полимеры нераство­римы, неплавки и неспособны

к высоко­эластичным деформациям.

Полимеры могут существовать в кристаллическом и аморфном состояниях.

Необходимое условие кристаллизации - регулярность достаточно длинных участков

макромоле­кулы. В кристаллических полимерах возможно возник­новение

разнообразных надмолекулярных структур (фибрилл, сферолитов, монокристаллов,

тип которых во мно­гом определяет свойства полимерного материала.

Надмолекулярные структуры в незакристаллизованных (аморфных) полимерах менее

выражены, чем в кристаллических.

Незакристаллизованные полимеры могут нахо­диться в трех физических

состояниях: стекло­образном, высокоэластичном и вязкотекучем. Полимеры с

низкой (ниже комнатной) температурой перехода из стеклообразного в

высокоэластичное состояние называются эластомерами, с высокой - пласти­ками.

В зависимости от химического состава, строения и взаимного расположения

мак­ромолекул свойства полимеры могут меняться в очень широких пределах. Так,

1,4.-цисполибутадиен, построенный из гибких углеводородных цепей, при

температуре около 20 °С - эластичный материал, который при температуре -60 °С

переходит в стеклообраз­ное состояние; полиметилметакрилат, построенный из

более жестких цепей, при температуре около 20 °С - твердый стеклооб­разный

продукт, переходящий в высоко­эластичное состояние лишь при 100 °С. Целлюлоза

- полимер с очень жесткими цепями, соединенными межмолекуляр­ными водородными

связями, вообще не может существовать в высокоэластичном состоянии до

температуры ее разложения. Большие

различия в свойствах полимеров могут наблюдаться даже в том случае, если

различия в строении макромолекул на первый взгляд и невелики. Так,

сте­реорегулярный полистирол - кристал­лическое вещество с температурой

плавления около 235 °С, а нестереорегулярный вообще не способен

кристаллизоваться и размягчается при температуре около 80 °С.

Полимеры могут вступать в следующие основные типы реакций: образование

химических свя­зей между макромолекулами (так называемое сши­вание), например

при вулканизации кау­чуков, дублении кожи; распад макромо­лекул на отдельные,

более короткие фраг­менты, реак­ции боковых функциональных групп полимеров с

низкомолекулярными веществами, не затрагивающие основную цепь (так

называемые полимераналогичные пре­вращения); внутримолекулярные реакции,

протекающие между функциональными группами одной макромоле­кулы, например

внутримолекулярная циклизация. Сшивание часто протекает одно­временно с

деструкцией. Примером полимераналогичных превращений может слу­жить омыление

поливтилацетата, при­водящее к образованию поливинилового спирта. Скорость

реакций полимеров с низкомо­лекулярными веществами часто лимити­руется

скоростью диффузии последних в фазу полимера. Наиболее явно это проявля­ется

в случае сшитых полимеров. Скорость взаи­модействия макромолекул с

низкомоле­кулярными веществами часто сущест­венно зависит от природы и

расположения соседних звеньев относительно реагирую­щего звена. Это же

относится и к внутри­молекулярным реакциям между функ­циональными группами,

принадлежащи­ми одной цепи.

Некоторые свойства полимеров, например раствори­мость, способность к вязкому

течению, стабильность, очень чувствительны к действию небольших количеств

приме­сей или добавок, реагирующих с макро­молекулами. Так, чтобы превратить

ли­нейный полимер из растворимого в полностью нерастворимый, достаточно

образовать на одну макромолекулу 1-2 поперечные связи.

Важнейшие характеристики полимеров - химический состав, молекулярная масса и

моле­кулярно-массовое распределение, сте­пень разветвленности и гибкости

макро­молекул, стереорегулярность и другие. Свойства полимеров существенно

зависят от этих характеристик.

Получение.

Природные полимеры образуются в процессе биосинтеза в клетках живых

организмов. С помощью экстракции, фракционного осаждения и других методов они

могут быть выделены из раститель­ного и животного сырья. Синтетические

полимеры получают полимеризацией и поликонден­сацией. Карбоцепные полимеры

обычно синте­зируют полимеризацией мономеров с од­ной или несколькими

кратными углеродными связями или мономеров, содержащих неустойчивые

карбоциклические группировки (например, из циклопропана и его производных),

Гетероцепные полимеры получают поликонденсацией, а также полимеризацией

мономеров, содержащих кратные связи углеродоэлемента (например, С=О, С=N,

N=С=О) или не­прочные гетероциклические группировки.

Полимеры в сельском хозяйстве

Сегодня можно говорить по меньшей мере о четырех основных направлениях

использования полимерных ма­териалов в сельском хозяйстве. И в отечественной и

в мировой практике первое место принадлежит пленкам. Благодаря применению

мульчирующей перфорированной пленки на полях урожайность некоторых культур

повы­шается до 30%, а сроки созревания ускоряются

на 10-14 дней. Использование полиэтиленовой пленки для гид­роизоляции

создаваемых водохранилищ обеспечивает существенное снижение потерь запасаемой

влаги. Укры­тие пленкой сенажа, силоса, грубых кормов обеспечива­ет их лучшую

сохранность даже в неблагоприятных по­годных

условиях. Но главная область использования пленочных полимерных мат

ериалов в сельском хозяйст­ве - строительство и

эксплуатация пленочных те

плиц. В настоящее время стало технически возмо

жным выпу­скать полотнища пленки шириной до 16

м, а это позво­ляет строить пленочные теплицы

шириной в основании до 7,5 и длиной до 200

м. В таких теплицах можно все с

ельскохозяйственные

работы проводить механизирован­но; бол

ее того, эти теплицы позволяют выращивать

про­дукцию круглогодично. В холодное время теплицы обо­греваются опять-таки с

помощью полимерных труб, за­ложенных в почву на глубину 60

-70 см.

С точки зрения химической структуры полимеров, испо

льзуемых в тепличных хозяйствах такого рода, можно отм

етить преимущественное использование

полиэтилена, непластифицированного

поливинилхлорида и в мень

шей мере поли

амидов. Полиэтиленовые пл

енки отличаются лучшей светопроницаемостью, лучшими прочностными свойствами,

но худшей погодоустойчивостью и сравнительно высокими теплопотерями. Они могут

исправно служить лишь 1-2 сезона. Полиамидные и другие пленки пока применяются

сравнительно редко.

Другая область широкого применения полимерных материалов в сельском хозяйстве

- мелиорация. Тут и разнообразные формы труб и шлангов для полива, особенно

для самого прогрессивного в настоящее время капельного орошения; тут и

перфорированные пластмассовые трубы для дренажа. Интересно отметить, что срок

службы пластмассовых труб в системах дренажа, напри мер, в республиках

Прибалтики в 3-4 раза дольше, чем соответствующих керамических труб. Вдобавок

использование пластмассовых труб, особенно из гофрированного

поливинилхлорида, позволяет почти полностью исключить ручной труд при

прокладке дренажных систем.

Два остальных главных направления использования полимерных материалов в

сельском хозяйстве - строительство, особенно животноводческих помещений, и

машиностроение.

Овцы в синтетических шубах

Овца, как известно, животное неразумное. Особенно - меринос. Знает ведь, что

шерсть нужна хозяину чистой а все-таки то в пыли изваляется, то, продираясь по

кус там, колючек на себя нацепляет. Мыть и чистить овечью шерсть после стрижки

- процесс сложный и трудое

мкий. Чтобы упростить его, чтобы защитить шерсть

от загрязнений, австралийские овцеводы изобрели

попону из полиэтиленовой ткани. Надевают

ее на овцу сраз

у после стрижки, затягивают ре

зиновыми застежками. Овца рас­тет, и шерсть на ней растет, распирает попону,

а резинки слабеют, попона все время как по мерке сшита. Но вот беда: под

австралийским солнцем сам полиэтилен хруп­ким становится. И с этим справились с

помощью аминных стабилизаторов. Осталось еще

приучить ов­цу не рвать полиэтиленовую ткань о колючки и заборы.

Нумерованные животные

Начиная с 1975 года весь крупный рогатый скот, а также овцы и козы в

государственных хозяйствах Чехословакии должны носить в ушах свое­образные

сережки - пластмассовые таблички с указа­нием основных данных о животных. Эта

новая форма регистрации животных должна заменить при

менявшееся ранее клеймение, что признано специалистами негигие­ничным. Миллионы

пластмассовых табличек должны вы­пускать артели местной промышленности.

Микроб - кормилец

Комплексную задачу очистки сточных вод целлю­лозно-бумажного производства и

одновременного произ­водства кормов для животноводства решили финские ученые.

Специальную культуру микробов выращивают на отработанных сульфитных щелоках в

специальных ферментаторах при 38° С, одновременно

добавляя туда аммиак. Выход кормового белка составляет 50-55%; его с аппетитом

поедают свиньи и домашняя птица.

Синтетическая травка

Традиционно принято многие спортивные мероприя­тия проводить на площадках с

травяным покрытием. Футбол, теннис, крокет... К сожалению, динамичное

раз­витие спорта, пиковые нагрузки у ворот или у сетки при­водят к тому, что

трава не успевает подрасти от одного состязания до другого. И никакие

ухищрения садовников не могут с этим

справиться. Можно, конечно, прово­дить аналогичные состязания на

площадках, скажем, с асфальтовым покрытием, но как же быть с традицион­ными

видами спорта? На помощь пришли синтетические материалы. Полиамидную пленку

толщиной 1/40 мм (25 мкм) нарезают на полоски шириной 1,27 мм, вытя­гивают

их, извивают, а затем переплетают так, чтобы получить легкую объемную маcсу,

имитирующую траву. Во избежание пожара к полимеру загодя добавля­ют

огнезащитные средства, а чтобы из-под ног у спортсменов не посыпались

электрическое искры -антиста­тик. Коврики из синтетической травы наклеивают

на подготовленное основание - и вот зам готов травяной корт или футбольное

поле, или иная спортивная пло­щадка. А по мере износа отдельные участки

игрового поля можно заменять новыми ковриками, изготовленны­ми по той же

технологии и того же зеленого цвета.

Полимеры в машиностроении

Ничего удивительного в том, что эта отрасль - главный потребитель чуть ли не

всех материалов, производимых в нашей стране, в том числе и полимеров.

Использование полимерных материалов в машиностроении растет такими темпами,

какие не знают прецедента во всей человеческой истории. К примеру, в 1976 1.

маши­ностроение нашей страны потребило 800000 т пласт масс, а в 1960 г. -

всего 116 000 т. При этом интересно отметить, что еще десять лет назад в

машиностроение направлялось 37—38% всех выпускающихся в нашей стране

пластмасс, а 1980 г. доля машиностроения в использовании пластмасс снизилась

до 28%. И дело тут не в том, что могла бы снизится потребность, а в том, что

другие отрасли народного хозяйства стали при­менять полимерные материалы в

сельском хозяйстве, в строительстве, в легкой и пищевой промышленности еще

более интенсивно.

При этом уместно отметить, что в последние годы несколько изменилась и

функция полимерных материалов в любой отрасли. Полимерам стали доверять все

более и более ответственные задачи. Из полимеров ста­ли изготавливать все

больше относительно мелких, но конструктивно сложных и ответственных деталей

машин и механизмов, и в то же время все чаще полимеры стали применяться в

изготовлении крупногабаритных корпус­ных деталей машин и механизмов, несущих

значитель­ные нагрузки. Ниже будет подробнее рассказано о при­менении

полимеров в автомобильной и авиационной промышленности, здесь же упомянем

лишь один при­мечательный факт: несколько лет назад по Москве ходил

цельнопластмассовый трамвай. А вот другой факт: чет­верть всех мелких судов -

катеров, шлюпок, лодок - теперь строится из пластических масс.

До недавних пор широкому использованию полимерных материалов в машиностроении

препятствовали два, казалось бы, общепризнанных недостатка полимеров: их

низкая (по сравнению с марочными сталями) прочность и низкая теплостойкость.

Рубеж прочностных свойств полимерных материалов удалось преодолеть переходом

к композиционным материалам, главным образом стекло и углепластикам. Так что

теперь выражение “пластмасса прочнее стали” звучит вполне обоснованно. В то

же время полимеры сохранили свои позиции при массовом изготовлении огромного

числа тех деталей, от которых не требуется особенно высокая прочность:

заглушек, штуцеров, колпачков, рукояток, шкал и корпусов измерительных

приборов. Еще одна область, специфическая именно для полимеров, где

четче всего проявляются их

преимущества перед любыми иными материалами, - это область внутренней и

внешней отделки.

То же самое можно сказать и о машиностроении. Почти три четверти внутренней

отделки салонов легковых автомобилей, автобусов, самолетов, речных и морских

судов и пассажирских вагонов выполняется ныне из декоративных пластиков,

синтетических пленок, тканей, искусственной кожи. Более того, для многих

машин и аппаратов только использование антикоррозионной отделки

синтетическими материалами обеспечило их надежную, долговременную

эксплуатацию. К примеру, многократное использование изделия в экстремальных

физико-технических условиях (космосе) обеспечивается, в частности, тем, что

вся его внешняя поверхность покрыта синтетическими плитками, к тому же

приклеенными синтетическим полиуретановым или полиэпоксидным клеем. А

аппараты для химического производства? У них внутри бывают такие агрессивные

среды, что никакая марочная сталь не выдержала бы. Единственный выход -

сделать внутреннюю облицовку из платины или из пленки фторопласта.

Гальванические ванны могут работать только при условии, что они сами и

конструкции подвески покрыты синтетическими смолами и пластиками.

Широко применяются полимерные материалы и в такой отрасли народного

хозяйства, как приборостроение. Здесь получен самый высокий экономический

эффект в среднем в 1,5-2,0 раза выше, чем в других отраслях машиностроения.

Объясняется это, в частности тем что большая часть полимеров перерабатывается

в приборостроении самыми прогрессивными способами что повышает уровень

полезного использования (и безотходность отходность) термопластов,

увеличивает коэффициент замены дорогостоящих материалов. Наряду с этим

значительно снижаются затраты живого труда. Простейшим и весьма убедительным

примером может служить изготовление печатных схем: процесс, не мыслимый без

полимерных материалов, а с ними и полностью автоматизированный.

Есть и другие подотрасли, где использование полимерных материалов

обеспечивает и экономию материальных и энергетических ресурсов, и рост

производительности труда. Почти полную автоматизацию обеспечило применение

полимеров в производстве тормозных систем для транспорта. Неспроста

практически все функциональные детали тормозных систем для автомобилей и

около 45% для железнодорожного подвижного состава делаются из синтетических

пресс-материалов. Около 50% деталей вращения и зубчатых колес

изготовляется из прочных конструкционных полимеров. В последнем случае можно

отметить две различных тенденции. С одной стороны, все чаще появляются

сообщения об изготовлении зубчатых колес для тракторов из капрона. Обрывки

отслуживших свое рыболовных сетей, старые чулки и путанку капроновых волокон

переплавляют и формуют в шестерни. Эти шестерни могут работать по­чти без

износа в контакте со стальными, вдобавок такая система не нуждается в смазке

и почти бесшумна. Дру­гая тенденция - полная замена металлических деталей в

редукторах на детали из углепластиков. У них тоже отмечается резкое снижение

механических потерь, долговременность срока службы.

Еще одна область применения полимерных материалов в машиностроении, достойная

отдельного упомина­ния, - изготовление металлорежущего инструмента. По мере

расширения использования прочных сталей н спла­вов все более жесткие

требования предъявляются к об­рабатывающему инструменту. И здесь тоже на

выручку инструментальщику и станочнику приходят пластмассы. Но не совсем

обычные пластмассы сверхвысокой твердости, такие, которые смеют поспорить

даже с алмазом. Король твердости, алмаз, еще не свергнут со своего трона, но

дело идет к тому. Некоторые окислы (например из рода фианитов), нитриды,

карбиды, уже сегодня де­монстрируют не меньшую твердость, да к тому же и

большую термостойкость. Вся беда в том, что они пока еще более дороги, чем

природные и синтетические алма­зы, да к тому же им свойствен “королевский

порок” - они в большинстве своем хрупки. Вот и приходится, чтобы удержать их

от растрескивания, каждое зернышко такого абразива окружать полимерной

упаковкой чаще всего из фенолформальдегидных смол. Поэтому сегодня три

четверти абразивного инструмента выпу­скается с применением синтетических

смол.

Таковы лишь некоторые примеры н основные тенденции внедрения полимерных

материалов в подотрасли машиностроения. Самое же первое место по темпам

рос­та применения пластических масс среди других подот­раслей занимает сейчас

автомобильная промышлен­ность. Десять лет назад в автомашинах использовали от

7 до 12 видов различных пластиков, к концу 70-х го­дов это число перешагнуло

за 30. С точки зрения хими­ческой структуры, как и следовало ожидать, первые

места по объему занимают стирольные пластики, поливинилхлорид и полиолефины.

Пока еще немного усту­пают им, но активно догоняют полиуретаны, полиэфиры,

акрилаты и другие полимеры. Перечень деталей автомо­биля, которые в тех

или иных моделях в наши дни из­

готовляют из полимеров, занял бы не одну страницу. Ку­зова и кабины,

инструменты и электроизоляция, отделка салона и бамперы, радиаторы и

подлокотники, шлан­ги, сиденья, дверцы, капот. Более того, не­сколько разных

фирм за рубежом уже объявили о нача­ле производства цельнопластмассовых

автомобилей. На­иболее характерные тенденции в применении пластмасс для

автомобилестроения, в общем, те же, что и в дру­гих подотраслях. Во-первых,

это экономия материалов: безотходное или малоотходное формование больших

блоков и узлов. Во-вторых, благодаря использованию легких и облегченных

полимерных материалов снижает­ся общий вес автомобиля, а значит, будет

экономиться горючее при его эксплуатации. В-третьих, выполненные как единое

целое, блоки пластмассовых деталей суще­ственно упрощают сборку и позволяют

экономить живой труд.

Кстати, те же преимущества стимулируют и широкое применение полимерных

материалов в авиационной про­мышленности. Например, замена алюминиевого

сплава графитопластиком при изготовлении предкрылка кры­ла самолета позволяет

сократить количество деталей с 47 до 14, крепежа - с 1464 до 8 болтов,

снизить вес на 22%, стоимость - на 25%. При этом запас прочности изделия

составляет 178%. Лопасти вертолета, лопатки вентиляторов реактивных

двигателей рекомендуют изго­товлять из поликонденсационных смол, наполненных

алюмосиликатными волокнами, что позволяет снизить вес самолета при сохранении

прочности и надежности. По английскому патенту № 2047188 покрытие несущих

поверхностей самолетов или лопастей роторов вертоле­тов слоем полиуретана

толщиной всего 0,65 мм в 1,5-2 раза повышает их стойкость к дождевой эрозии.

Жест­кие требования были поставлены перед конструкторами первого англо-

французского сверхзвукового пассажир­ского самолета “Конкорд”. Было

рассчитано, что от тре­ния об атмосферу внешняя поверхность самолета будет

разогреваться до 120-150° С, и в то же время требова­лось, чтобы она не

поддавалась эрозии в течение по меньшей мере 20000 часов. Решение проблемы

было найдено с помощью поверхностного покрытия защиты самолета тончайшей

пленкой фторопласта.

Пластмассовые ракеты

Оболочку двигателя ракет изготавливают из углепластика, наматывая на трубу

ленту из углеволокна, предварительно пропитанную эпоксидными смолами. По­сле

отверждения смолы и удаления вспомогательного сердечника получают трубу с

содержанием углеволокна более двух третей, достаточно прочную на растяжение и

изгиб, стойкую к вибрациям и пульсации. Остается на­чинить заготовку ракетным

топливом, приладить к ней отсек для приборов и фотокамер, и можно отправлять

ее в полет.

Пластмассовый шлюз

На одном из каналов в районе Быгдощи установлен первый в Польше (а вероятно,

и первый в мире) цельнопластмассовый шлюз. Работает шлюз безукоризненно.

Пластмассовые элементы рассчитаны на более чем 20-летний срок

эксплуатационной службы. Конструкции же из дубовых балок приходилось менять

каждые 6 лет.

Сварка без нагрева

Как прикрепить друг к другу две пластмассовые па­нели? Можно приклеить, но

тогда необходимо оборудо­вать рабочее место системой вентиляции. Можно

при­винтить или приклепать, но тогда надо загодя сверлить отверстия. Можно

приварить, если обе панели термопластичны, но и тут без вентиляции не

обойтись, да к тому же из-за локальных перегревов соединение может оказаться

продеструктировавшим и непрочным. Самый лучший способ и оборудование для него

разработала французская фирма “Брансон”. Генератор ультразвука мощностью 3

кВт, частотой 20 кГц, “звуководы” - сонотроды - и все. Наконечник сонотрода,

вибрируя, прони­кает сквозь верхнюю из скрепляемых деталей толщиной до 8 мм.

погружаются в нижнюю и увлекает за собой расплав верхнего полимера. Энергия

ультразвуковых ко­лебаний превращается в тепло лишь локально, получается

точечная сварка.