Графитопласты

Графитопласты (анг. graphite plastics) — композиционный материалы на основе углеграфитовых наполнителей и полимерных связующих.

Наполнителями служат графиты (природный, тигельный, коллоидный) в кол-ве 5-15% по массе, обычно в сочетании (20-80%) с искусственными углеродными или графитированными материалами (измельченными отходами электродного производства), коксом, термоантрацитом, стеклянными или углеродными волокнами, металлическими порошками (бронза, медь) и др. Углеграфитовые наполнители характеризуются высокой химической стойкостью, теплостойкостью, низким температурным коэффициент линейного расширения и невысокой плотностью (1,22-2,25 г/см3), пористостью (20-30%), развитой поверхностью частиц. Состав и свойства углеграфитовых наполнителей существенно зависят от месторождения исходного сырья, технологии его обогащения и производства.

В качестве связующих используют феноло-формальдегидные, эпоксидные, фурановые смолы, кремнийорганические полимеры, фторопласты, полиамиды, полиимиды и др. Графитопласты могут содержать также отвердители и ускорители отверждения, пластификаторы, антиоксиданты, MoS2, BN и др. добавки.

Технология получения графитопластов включает подготовку сырья (главным образом измельчение смолы и наполнителей до требуемого гранулометрич. состава), дозирование и смешение исходных компонентов, пропитку наполнителей связующим (вальцевание, экструзия), последующим измельчение (получение пресс-порошка из реактопластов или гранулирование термопластов). Г. перерабатывают в изделия компрессионным или литьевым прессованием, заливкой в форму, экструзией, литьем под давлением, прокаткой и др. Пресс-формы и литники оборудования должны иметь повышенную твердость и износостойкость; металлические рабочие поверхности целесообразно хромировать, так как коэффициент трения углеграфитовых материалов по хромистым сталям наиболее низкий. Готовые изделия могут подвергаться термообработке для доотверждения и снятия остаточных напряжений, спеканию, карбонизации или графитации связующего. Для механической обработки деталей из графитопласта используют режущий инструмент универсального типа из твердых сплавов.

Все графитопласты на воздухе обладают самосмазывающимися свойствами (коэффициент: трения 0,05-0,20), интенсивность их изнашивания 10-9-10-12 м/м в зависимости от условий эксплуатации. Узлы трения из графитопласта выдерживают в несколько раз более высокие ударные и статические нормальные нагрузки, чем антифрикционные графитовые материалы, их можно эксплуатировать в условиях полужидкостного трения, однако предельная температура эксплуатации графитопласта ниже в 1,5-3 раза (она определяется теплостойкостью связующего). В криогенных условиях узлы трения из графитопластов на основе термореактивных связующих работоспособны только при достижении точки росы, так как в сухих газах наполнители не обладают самосмазывающими свойствами, а термореактивные связующие не антифрикционны (в отличие от термопластичных).

Электропроводность Г. повышается с увеличением содержания наполнителя и повышением в последнем доли графитового материала, с введением электропроводящих металлических добавок. Графитопласты обладают хорошей коммутацией.

Применяют графитопласты для изготовления узлов трения с.-х. техники, компрессоров без смазки, насосов, сепараторов водоэмульсионных сред, скользящих электроконтактов, химически стойких узлов оборудования, в том числе теплообменников для агрессивных сред (за исключением окислительных). После дополнит. обработки изделий из графитопласта (трубы, фланцы и др.) их используют для изготовления высокотемпературной теплообменной коррозионностойкой хим. аппаратуры. Графитопласты используют также для получения высокочистых порошков карбидов тугоплавких металлов, пористых теплозащитных и теплоизоляционных материалов и изделий. В составе таких графитопластов соотношение между карбонизуемым связующим, углеграфитовым наполнителем и оксидом металла должно быть таким, чтобы после формования изделия и послед. термообработки содержание С (из связующего и наполнителя) было достаточно для восстановления оксида металла до карбида.
Исп. литература: Энциклопедия полимеров, т. 1, М., 1972; Бобков С. А. [и др.], "Пластические массы", 1979, № 5. с. 27-29; Столярова В. А.. Шлегель Ф.И., М аматовЮ.М., там же. 1980. № 1. с. 20-22; Васильев Ю. Н. [и др.]. "Трение и износ", 1981, т. 2, № 2, с. 356-60; Кац С. М., Высокотемпературные теплоизоляционные материалы, М., 1981; Технич. свойства антифрикционных самосмазывающихся пластмасс. Обзорная информация, под ред. Г. В. Сагаласва. Н. Л. Шембель, М.. 1982. С. А. Колесников. Н.Л. Шембель.