Конструкці́йні матеріа́ли — це матеріали, з яких виготовляють деталі конструкцій (машин та споруд), що зазнають силових впливів (навантажень). Визначальними характеристиками конструкційних матеріалів є їх механічні властивості, що і вирізняє їх від інших технічних матеріалів (оптичних, ізоляційних, змащувальних, лакофарбових, абразивних тощо). До основних критеріїв оцінки якості конструкційних матеріалів належать параметри опору до зовнішніх навантажень: міцність, ударна в'язкість, витривалість, довговічність тощо.
Ґу́ма — продукт вулканізації композицій на основі каучуку; матеріал, необхідний для виробництва різноманітних виробів — від автомобільних шин до хірургічних рукавичок. Головна перевага ґуми — її еластичність. Вона може розтягуватися й гнутися, а потім приймати початкову форму. Ґума може бути як і м'яка, так і тверда. Натуральну ґуму виробляють з особливої рідини — латексу, який одержують із соку каучукового дерева. Батьківщина каучукового дерева - Центральна та Південна Америка. Сьогодні його вирощують на плантаціях у теплих країнах по усьому світу, зокрема й у Південно-Східній Азії. Після Другої світової війни з нафти хімічним шляхом одержали синтетичну ґуму, яка набула широкого застосування. Зараз частка синтетичної ґуми становить дві третини світового виробництва ґуми.
Призначення[ред. • ред. код]Для виготовлення ґуми каучук слід переробити, додавши до нього сірку. Цей процес називають вулканізацією. Одержаний матеріал є міцнішим та еластичнішим за каучук-сирець. Для більшої міцності до ґуми додають тканини або металеві дроти (у виробництві автомобільних шин).
Понад половину виробленої ґуми витрачають на автомобільні шини. Крім шин, із ґуми виробляють взуття, одяг, рукавички, труби, ластики, тенісні м'ячі , прокладки клапанів для герметизації трубопроводів і двигунів. Ґума знайшла дуже широке застосування у промисловості. Сучасна ґумотехнічна промисловість виготовляє з ґуми приблизно 40 тисяч найменувань виробів. Найбільш поширена галузь ґумового виробництва – шинне виробництво. 2/3 каучуку йде на виготовлення шин. Від якості шин помітно залежить розвиток таких важливих галузей як автотракторна промисловість, автотранспорт, авіація, сільське господарство, будівництво та ін. Шинні заводи являють собою величезні промислові підприємства з високим ступенем механізації і автоматизації виробництва. Україна має два шинних заводи – Дніпропетровський і Білоцерківський.
Найважливішим компонентом ґуми є натуральний або синтетичний каучук, від якого залежать основні властивості ґумового матеріалу. Для поліпшення властивостей гуми до її складу крім каучуку додають вулканізатори, зміцнювачі, пластифікатори, барвники, стабілізатори та інші компоненти.
Вулканізатори (сірка, селен, іноді пероксиди) додаються в кількості 1-5 %. Внаслідок певних хімічних реакцій вулканізатора з каучуком утворюється високоеластична ґума. Якщо масову частку сірки в сирій гґумі довести до 30 і більше %, то утворюється твердий нееластичний матеріал ебоніт, який використовують як ізолятор в електротехніці. Вулканізацію можна активізувати оксидами магнію, свинцю, цинку та ін.
Зміцнювані — дрібнодисперсні порошки сажі, оксиду кремнію або оксиду цинку — додають для підвищення міцності, твердості і стійкості ґумових виробів. Для відповідальних ґумових виробів (шини, шланги високого тиску, привідні паси та ін.) використовують волоконні зміцнювані із синтетичних волокон або металевого дроту, покритого латунню, щоб підвищити зчеплення дроту з полімером.
Пластифікатори (тіарафін, каніфоль, стеаринова кислота, рослинні олії) сприяють рівномірному розподілу компонентів у суміші, полегшують формування виробів та підвищують їх морозостійкість.
Барвники (мінеральні й органічні) надають ґумовим виробам бажаного кольору.
Сукупність технічних властивостей ґумових матеріалів дає змогу застосовувати їх для амортизації та демпфірування, хімічного захисту деталей машин, трубопроводів, шлангів, ущільнення і герметизації в умовах повітряних і рідких середовищ, для покришок і камер коліс літаків та автотранспорту тощо. Номенклатура ґумових виробів налічує понад 40000 найменувань.
За призначенням у машинобудуванні ґумові деталі поділяють на такі групи: ущільнювачі, вібро- та звукоізолятори, протиударні, силові (шестерні, корпуси насосів, муфти, шарніри), антифрикційні, фрикційні деталі та інструменти. Ґума також використовується з метою захисну виробів та як декоративна речовина.
|