Конструкционные полимерные материалы в производстве мебели (стр. 1 из 8)

Содержание.

Введение

Конструкционные полимерные материалы в производстве мебели 1

Характеристика и свойства конструкционных полимерных материалов 1

Методы переработки пластмасс 6

Вспенные конструкционные материалы 7

Наполненные пенопласты 14

Настилочные материалы 16

Пенорезина 16

Эластичные пенополиуретаны 18

Пластмассы 25

Заключение 30

Приложение 31 Список используемой литературы 32

Введение.

Наверно, каждая хозяйка мечтает обставить комнаты красивой, практичной мебелью. Но мало кто знает, при помощи каких материалов она создана. Сейчас все больше и больше деревянную мебель вытесняет мебель из полимерных материалов.

В мебельной промышленности полимеры не просто заменяют традиционные материалы, а их используют и там, где старые материалы не отвечают требованиям экономичности, износоустойчивости и гигиеничности. Это позволяет решить ряд проблем, связанных с улучшением конструкции мебели, повышением ее качества, расширением ассортимента и значительным повышением архитектурно-эстетической ценности выпускаемой мебели, специфические особенности полимеров заставляют по-новому подходить к технологическому процессу изготовления мебели.

Конструкционные полимерные материалы в производстве мебели

Применение в производстве мебели конструкционных полимерных материалов чрезвычайно эффективно. При этом экономится дефицитная древесина, обеспечивая высокий коэффициент использования материалов за счет применения безотходных методов переработки, внедряются наиболее прогрессивные технологии, что в свою очередь приводит к повышению степени механизации и автоматизации производственных процессов, снижению трудозатрат. Кроме того, при использовании этих материалов совершенствуются конструкции мебели. По сравнению с традиционными материалами (в первую очередь с древесиной), пластмассы позволяют дизайнеру создавать более удобную мебель, которая лучше отвечает современным требованиям. Если мебель из традиционных материалов чаще всего состоит из большого числа различных деталей, при использовании пластмасс возможно изготавливать мебель путем получения цельноформованных деталей.

Характеристика и свойства конструкционных полимерных материалов

Для изготовления конструкционных элементов мебели применяются термопластичные материалы.

Полиэтилен. В производстве мебели применяют полиэтилен низкого давления. Такое название он получил по методу его производства в отличие от получаемого при среднем, или высоком давлении. Макромолекулы полиэтилена представляют собой цепи, состоящие в основном из звеньев этилена

- сн₂ - сн₂ -.

Структура полиэтилена низкого давления представляет собой малоразветвленные цепи в отличие от полиэтилена высокого давления. Этим обусловлены его более высокие кристалличность, прочность и плотность, стойкость к действию органических растворителей, хорошая окрашиваемость в различные цвета.

Полиэтилен - твердый материал, белого цвета. Для замедления старения в него вводят стабилизаторы (ароматические амины, сажу).

Применяют полиэтилен в основном для элементов и изделий детской мебели, деталей стульев, кресел, опирающихся на жесткий металлический каркас, различных емкостей, крепежной фурнитуры.

В США в настоящее время разработаны и выпускаются упрочненные сорта полиэтилена. Этим объясняется резко возросшее там за последние годы применение его в производстве мебели (в 1980г свыше 30 тыс. т).

Полипропилен. [СН₃ - СН]_n - продукт полимеризации пропилена

СН₃

(СН₃ - СH - СН₂). Отличается от полиэтилена значительно большей механической прочностью и жесткостью. Химическая стойкость его аналогична химической стойкости полиэтилена.

Детали из полиэтилена имеют красивый внешний вид, легкие, стоимость его невысока.

Полипропилен характеризуется невысокой морозостойкостью, при температуре -5...-15°С он становится хрупким, что является недостатком при транспортировке деталей в зимних условиях. Кроме того, он в значительно большей степени, чем полиэтилен, окисляется кислородом воздуха при повышенных температурах.

Полипропилен применяется для изготовления ящиков, совмещенных блоков сидений и спинок стульев, различных емкостей, фурнитуры, погонажных деталей и др.

Полистирольные пластики. Полимеры и сополимеры стирола (полистирол, ударопрочный полистирол, АБС-пластик, пенополистирол) - наиболее распространенные пластмассы. В мебельной промышленности в основном применяют ударопрочный полистирол (УПС), АБС-пластик, пенополистирол (ППС).

Полистирол [ - СН₂ - СН -]_n - продукт полимеризации стирола

[СН₂= CH(C₆H₅). Он представляет собой аморфный полимер с молекулярной массой 50 000...200 000. полистирол устойчив к действию химических реагентов, физиологически безвреден, но обладает относительно высокой склонностью к старению, невысокими теплостойкостью и ударной прочностью. Поэтому в мебельном производстве монолитный полистирол практически не применяется.

Ударопрочный полистирол - один из основных конструкционных материалов. Представляет собой смесь полистирола с синтетическим каучуком. Обладает относительно высокими твердостью, прочностью к ударным нагрузкам и сопротивлением на разрыв. Стоек к действию повышенной и отрицательной температуры в интервале от +65 до -40°С. Применяется для изготовления ящиков, погонажных элементов, крепежной фурнитуры и т.д.

АБС-пластики - тройные сополимеры на основе акрилонитрила, бутадиена и стирола. Тройные сополимеры имеют высокую поверхностную твердость, стойкость к истиранию и химическим воздействиям, низкую деформацию под постоянной нагрузкой, малый коэффициент термического расширения. Благодаря этим свойствам форма и размеры изделий мебели из АБС-пластиков не изменяются длительное время.

В России выпускается несколько марок АБС-пластиков. Для мебельной промышленности наибольший интерес представляют АБС-1 и АБС-2. АЬС-1 обладает наибольшей жесткостью, твердостью и наименьшей ползучестью. Рекомендуется в основном для изготовления несущих - элементов стульев, опор мебели и т.д. АЬС-2 характеризуется высоким показателем текучести и способностью к металлизации. Целесообразен для изготовления крупногабаритных деталей, стульев, детской мебели, фурнитуры, подлежащей металлизации и т.д.

Пенополистирол (суспензионный вспенивающийся - ПСВ) - продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя изопентана. Представляет собой пенопласт, состоящий из ячеек, заполненных воздухом. Пенополистирол обладаем относительно высокими механической прочностью и твердостью поверхности при низкой кажущейся плотности (35 кг/куб. см), применяется для изготовления каркасов кресел, декоративных элементов.

Поливинилхлорид [СН₂ - СНСl -]_n получают полимеризацией ви-нилхлорида (СН₂ - СНСl). Он представляет собой полимер с молекулярной массой 30 000... 150 000 и относится к аморфным полимерам, кристалличность не превышает 10%. Поливинилхлорид жесткий полимер, поэтому пластмассы на его основе получают путем совмещения его с пластификаторами (диоктилфталатом, дибутилфталатом и др.) и термической пластификации.

Поливинилхлорид, применяемый в мебельной промышленности, обладает относительно высокой механической прочностью, хорошо совмещается с другими материалами, химически стоек, устойчив к старению, не имеет запаха, безвреден, легко окрашивается. В настоящее время производство поливинилхлорида является самым крупнотоннажным в отечественной промышленности, он наиболее дешевый и наименее дефицитный полимерный материал. В мебельной промышленности используется для производства ящиков из погонажных профильных деталей, различных направляющих, раскладок, емкостей и т.д.

Полиамиды представляют собой гетероцепные полимеры, содержащие в основном цепи, регулярно повторяющиеся амидные группы -CO-NH-.

Полиамиды - твердые термопластичные полимеры, обладающие высокой температурой плавления. Молекулярная масса составляет 8 000 ... 25 000. Они обладают высокими прочностью при ударных нагрузках и изгибе, жесткостью, стойкостью к износу, твердостью поверхности, морозостойкостью. Для мебельной промышленности наибольший интерес представляют капрон и полиамиды 11-54 и 11-68. Применяются для изготовления мебельной фурнитуры, стяжек, полкодержателей, опор небольших размеров и других мелких деталей изделий, работающих под большими нагрузками. Полиамиды хорошо сочетаются с металлами, что используется при изготовлении фурнитуры из пластмасс и металла.

Жесткие пенополиуретаны на простых полиэфирах. Пенополиуретаны (ППУ) газонаполненные материалы па основе полиуретанов.

Полиуретаны - полимеры, содержащие в основной цепи уретановые группы NН - СО - О -. Получаются в результате реакции полимеризации полиизоцианатов с простыми или сложными полиэфирами, полиспиртами, содержащими в молекуле не менее двух гидроксильных групп, в присутствии катализаторов, эмульгаторов, вспенивающих агентов и других веществ. Для получения полиуретанов используют различные полиизоцианаты, наиболее часто толуилендиизоционат и гексаметилендиизоцианат. В качестве гидроксилсодержащих соединений используют низкомолекулярпые диолы (например, 1,4-бутандиол), простые полиэфиры (различные лапролы) и сложные полиэфиры (например, полиэтилен гликольадипинат).

Химизм образования пенополиуретана схематично сводится к следующему. При взаимодействии изоцианатов с гидроксилсодержащими олигомерами образуются уретановые звенья. При этом на концах растущих молекул находятся изоцианатные группы, которые способны вступать в реакцию с водой с образованием углекислого газа. Выделяющийся углекислый газ вспенивает композицию. В ряде случаев в нее вводят в качестве физического вспенивателя легкокипящую жидкость хладон (фреон). Реакция полимеризации начинается очень быстро после смешения компонентов (через 1 мин), при этом выделяется тепло, достаточное для вскипания хладона, что приводит к вспениванию материала. Отверждение завершается в среднем через 10-20мин.