POMORSKA ŠKOLA

K O T O R

TEHNOLOGIJA MATERIJALA

Plastične maseKompozitni materijali

Materijali za gradnju brodova

Kotor, 2011.

NASLOVI:

TEHNOLOGIJAMATERIJALA Plastičnemase,kompozitnimaterijali,materijalizagradnjubrodova 

PLASTIČNE MASE – SVOJSTVA I PRIMJENA Plastične mase su polimerni materijali koji su izgrađeni od makromolekularnih organskih spojeva, koji nastaju sintetički ili iz prirodnih spojeva. Po pravilu su, pri preradi uz određene uslove, prikladne za plastično oblikovanje ili su plastično oblikovane. Plastične mase se danas u velikoj mjeri koriste kao konstruktivni materijali u mašinstvu, elektrotehnici itd. DOBRA SVOJSTVA PLASTIČNIH MASA:

1) mala gustina (oko 0,92 – 1,9 g/cm3);

2) dobra električna izolaciona svojstva;

3) mala toplotna provodljivost, tj. dobra toplotna izolaciona svojstva;

4) dobra postojanost prema koroziji, postojanost prema kiselinama, bazama i solima, djelimično prema rastvaračima, površinska zaštita nije potrebna kao kod metala;

5) ne djeluju fiziološko štetno, bez mirisa su i ukusa;

6) dobro se obrađuju skidanjem i bez skidanja strugotine;

7) dobro se bojaju u samoj masi, kao i površinski.

NEPOVOLJNA SVOJSTVA PLASTIČNIH MASA:

1) slabo su otporna prema toploti;

2) veliko istezanje na toploti;

3) mala čvrstoća u većini slučajeva (u posebnim su čvrsti, tvrdi i elastični po čemu podsjećaju na neke metale);

4) zapaljivost.

UPOTREBA PLASTIČNIH MASA:

1) za proizvodnju predmeta široke potrošnje (boce, čepovi, lenjiri, posuđe, dugmad, češljevi, igračke, lopte, šljemovi...);

1 

2) za opremu brodova, vozila, aviona, željeznica uključujući i tzv. organsko staklo (pleksiglas), čamce i sl.

 

TEHNOLOGIJAMATERIJALA Plastičnemase,kompozitnimaterijali,materijalizagradnjubrodova 

3) za izradu tehničkih aparata, mašina i opreme (pumpe, ventilatori, zupčanici, ventili, prekidači, utičnice...);

4) za folije, filmove i vještačku kožu (torbe, kovčezi, obuća, kao ambalaža, za oblaganje raznih predmeta u cilju antikorozivne zaštite, stolnjaci, fotografski filmovi...);

5) za električne i toplotne izolacione materijale;

6) za premaze i ljepila (obični i antikorozivni premazi, ljepila...);

7) za obloge za zidove i podove, ukrasne pločice...;

8) za elastični materijal (vještački kaučuk – guma, za dijelove motornih vozila, brtvila, prigušivači, sanitetski materijali i pribor...);

9) za vlakna;

10) ostali predmeti (vrata, prozori...).

DOBIJANJE PLASTIČNIH MASA Plastične mase se uglavnom dobijaju iz prirodnih sirovina uz korišćenje toplote i pritiska. Najvažnije sirovine za dobijanje plastičnih masa su: ugalj, nafta, katran, zemni gas, acetilen, benzen, drvo,... Proces dobijanja plastičnih masa svode se na dva različita procesa što zavisi od polaznih sirovina, a to su:

a) MODIFIKOVANJE PRIRODNIH MATERIJALA, koji se već sastoje od makromolekularnih supstanci tako da se hemijskim procesom izvrše izmjene i pregrupisavanja nekih grupa atoma;

b) SINTETIČKO (vještačko) STVARANJE makromolekularnih supstanci hemjskim procesom POLIMERIZACIJE.

POLIMERIZACIJA – proces u kojem dolazi do spajanja manjih molekula u dugačke molekulske lance. Razlikuju se dvije osnovne vrste polimerizacije:

a) KONDENZACIJSKA – veze između molekula se obrazuju dejstvom toplote i pritiska pomoću katalizatora ili inicijatora, a nusprodukti reakcije (najčešće voda) se kondenzuju;

2 

 

TEHNOLOGIJAMATERIJALA Plastičnemase,kompozitnimaterijali,materijalizagradnjubrodova 

b) ADICIONA – kod koje se molekuli spajaju hemijskim dejstvom aditiva pri čemu nema nus produkata reakcije. Brzina reakcije je veća nego kod kondenzacijske.

KOMPOZITNI MATERIJALI – svojstva i primjena Kompozitni materijali su sastavljeni od dvije ili više komponenti koji se međusobno razlikuju i međusobno ne rastvaraju. Na taj način se postižu dobra svojstva materijala koji predstavljaju komponente kompozitnog materijala. Kompozitni materijali mogu biti:

a) OJAČANI ČESTICAMA (kermeti);

b) OJAČANI VLAKNIMA (staklena, ugljena, aramidna, i borna vlakna);

c) LAMINATI (slojevi materijali slagani i međusobno povezani organskim lijepkom).

Najšira primjena kompozita ojačanih vlaknima je za izradu komponenata aviona, raketa i helikoptera, zaštitnih šljemova, dijelova karoserije automobila, lisnatih opruga, cijevi, posuda pod pritiskom, brodskih korita i sportske opreme.

MATERIJALI ZA GRADNJU BRODOVA

Izbor materijala u brodogradnji zavisi od uslova rada elemenata, namjene, dimezija itd. Tako se koriste i drvo (dijelovi nadgrađa), bronza (propeleri, čaure, ventili, košuljice,...), plastične mase itd. Najčešće upotrebljavani materijal je ČELIK koji se može sresti u različitim oblicima (konstruktivni čelik, čelik za opruge, čelik za niske temperature, vatrootporni čelik, antikorozivni čelik,...) i velikim brojem postupaka (valjani, kovani, liveni) sa raznim završnim termičkim obradama i njihovim kombinacijama (normalizacija, otpuštanje, temperovanje, kaljenje...). Elementi brodske konstrukcije (limovi, uzdužnice, rebra, koljena...) se proizvode od čelika dobijenog valjanjem sa nekim dodatnim postupkom završne obrade, kao npr. normalizacija. Komplikovani i tečki elementi broda, kao što su dijelovi kormila, uobičajeno se proizvode od livenog čelika, dok se neki jednostavniji dijelovi, koji se mogu proizvesti valjanjem, proizvode presovanjem ili kovanjem.

3 

 

TEHNOLOGIJAMATERIJALA Plastičnemase,kompozitnimaterijali,materijalizagradnjubrodova 

4 

 

U brodogradnji se najviše primjenjuju dvije vrste čelika. Obični brodograđevni čelik („MILD STEEL“) koji se proizvodi u klasama A, B, D i E; i čelik pojačane čvrstoće („HIGH TENSILE STEEL“) koji se proizvodi u klasama AH, BH, DH i EH. Koja klasa čelika će se upotrebiti zavisi prvenstveno od dimenzija elemenata za koje se upotrebljava, položaja elemenata u odnosu na uzdužnu osu broda i opterećenja koje treba da izdrži. Obični brodograđevni čelik ima zateznu čvrstoću oko 400 MN/m2 do 490 MN/m2, dok čelik pojačane čvrstoće ima zateznu čvrstoću od 420 MN/m2 do 620 MN/m2. Elementi brodske strukture se oblikuju najčešće hladno pomoću hidrauličnih presa, ili posebnim mašinama za savijanje rebara, limova itd. Presovanje se obavalja na kalupima koji su izvedeni prema brodskim linijama. Kod elemenata kod kojih je potrebna veća deformacija, presovanje se vrši u toplom stanju, zbog toga što postoji granica koju čelik pri obradi deformacijom u hladnom stanju može da izdrži. Elementi brodske konstrukcije se nakon oblikovanja međusobno spajaju zavarivanjem. Najčešće je to elektrolučno zavarivanje.