 |
 |
 |
 |
ПЕРЕРАБОТКА ПЛАСТМАСС
Различные технологии литья
Данная работа посвящена общим аспектам и технологии производствапластических масс. Пластические массы, пластмассы, пластики, материалы, содержащие в своём составе полимер, который в период формования изделий находится ввязкотекучем или высокоэластичном состоянии, а при эксплуатации - встеклообразном или кристаллическом состоянии. В зависимости от характерапроцессов, сопутствующих формованию изделий, П. м. делят на реактопласты итермопласты. К числу реактопластов относят материалы, переработка в изделия которых сопровождается химической реакцией образования сетчатого полимера - отвердением; при этом пластик необратимо утрачивает способность переходить в вязкотекучее состояние (раствор или расплав). При формовании изделий из термопластов не происходит отвердения, и материал в изделии сохраняет способность вновь переходить в вязкотекучее состояние. П. м. обычно состоят из нескольких взаимно совмещающихся и не совмещающихся компонентов. При этом, помимо полимера, в состав П. м. могут входить наполнители полимерных материалов, пластификаторы, понижающие температуру текучести и вязкость полимера, стабилизаторы полимерных материалов, замедляющие его старение, красители и др. П. м. могут бытьоднофазными (гомогенными) или многофазными (гетерогенными, композиционными) материалами. В гомогенных П. м. полимер является основным компонентом, определяющим свойства материала. Остальные компоненты растворены в полимере и способны улучшать те или иные его свойства. В гетерогенных П. м. полимер выполняет функцию дисперсионной среды (связующего) по отношению к диспергированным в нём компонентам, составляющим самостоятельные фазы. Для распределения внешнего воздействия на компоненты гетерогенного пластика необходимо обеспечить прочное сцепление на границе контакта связующего с частицами наполнителя, достигаемое адсорбцией или химической реакцией связующего с поверхностью наполнителя.
Рубрика: Литье под давлением
Литье пластмасс под давлением
Литье пластмасс под давлением применяют преимущественно для изготовления изделий из термопластов. Осуществляют под давлением 80-140 МПа (800-1400 бар) на литьевых машинах поршневого или винтового типа, имеющих высокую степень механизации и автоматизации. Литьевые машины осуществляют дозирование гранулированного материала, перевод его в вязкотекучее состояние, впрыск (инжекцию) дозы расплава в литьевую форму, выдержку в форме под давлением до его затвердевания или отверждения, размыкание формы и выталкивание готового изделия. При переработке термопластов литьевую форму термостатируют (температура ее не должна превышать температуры стеклования или температуру кристаллизации), а при переработке реактопластов нагревают до температуры отверждения. Давление литья зависит от вязкости расплава материала, конструкции литьевой формы, размеров литниковой системы и формуемых изделий. Литье при сверхвысоких давлениях (до 500 МПа) уменьшает остаточные напряжения в материале, увеличивает степень ориентации кристаллизующихся полимеров, что способствует упрочнению материала и обеспечивает более точное воспроизведение размеров деталей. Давление в литьевой форме при заполнении расплавом полимера повышается постепенно (в конце выдержки под давлением достигает 30-50 % от давления литья) и распределяется по длине оформляющей полости неравномерно вследствие высокой вязкости расплава и быстрого ее нарастания при охлаждении или отверждении. Литье пластмасс под высоким давлением позволяет изготовлять детали массой от долей грамма до нескольких килограммов. При выборе машины для формования изделия учитывают объем расплава необходимый для его изготовления, и усилие смыкания, требующееся для удержания формы в замкнутом состоянии в процессе заполнения расплавом оформляющей полости. Принципиально, суть технологии литья под давлением состоит в следующем. Расплав полимера подготовлен и накоплен (l = пот) в материальном цилиндре литьевой машины (в данном случае — червячного типа) к дальнейшей подаче в сомкнутую форму. Далее, материальный цилиндр смыкается с узлом формы, а пластикатор (в данном случае — невращающийся червяк) осевым движением со скоростью Voc перемещает расплав в форму. В результате осевого движения червяка форма заполняется расплавом полимерного материала, а пластикатор смещается в крайнее левое положение (позиция в, l = 0). Далее расплав в форме застывает (или отверждается — в случае реактопластов) с образованием твердого изделия. Материальный цилиндр продолжает оставаться в сомкнутом с системой формы положении. В этой ситуации червяк начинает вращаться с ?ч = пот, подготавливает и транспортирует расплав в переднюю зону материального цилиндра и при этом отодвигается назад. После накопления требуемого объема расплава (расстояние l = пот) вращение червяка прекращается (?ч = 0). Он занимает исходное к дальнейшим действиям положение. После завершения процесса затвердевания (отверждения) пластмассы форма размыкается, и изделие удаляется из нее. Для облегчения съема изделия материальный цилиндр может к этому моменту отодвинуться от узла формы. Далее цикл литья под давлением повторяется.
Метки: Производство листов
Лист представляет собой плоский прямоугольный профиль с большим, чем у пленки, отношением ширины к высоте (как правило, листом называют пластину толщиной более 1,5-2 мм и шириной до 2000 мм и более). Кроме того, производство листов имеет много общего с производством профильных изделий, вследствие чего технологические схемы этих процессов весьма близки. Однако имеются и весьма серьезные различия, в первую очередь в конструкции формующего инструмента и приемного оборудования. Основное количество листовых термопластов (полистирол, сополимер АБС, акрилаты и др.) используется для переработки в изделия методами термоформования. Наибольший интерес представляют листы толщиной 4-10 мм и шириной не менее 1000мм. Для получения расплава с высокой степенью гомогенности в производстве листовых материалов применяются главным образом одношнековые экструдеры диаметром 90-150 мм и более с высоким отношением L/D (как правило, не менее 25:1); обычно червяк имеет нарезку постоянного шага с постепенно убывающей глубиной (без резкой ступени сжатия) и с дозирующей зоной. Решающее условие получения высококачественного листа и профиля равномерная, без пульсации и толчков, подача материала экструдером. Помимо геометрии червяка и поддержания равномерного и постоянного теплового режима, большое значение имеют свойства сырья и равномерность его подачи в экструдер. Это особенно касается переработки материала с добавлением отходов: необходимо не только поддерживать постоянным их содержание, но и добиваться равномерного распределения в новом материале.
Термоформование
Термоформование объединяет несколько технологических методов: вакуумное, пневматическое, механическое, а также некоторые другие виды формования нагретых полимерных листовых или плёночных заготовок, при этом возможны их различные комбинации.
Экструзионно-выдувное формование
Для производства полых и объемных изделий из термопластов - канистр, бочек, бутылей, флаконов, игрушек и т. п. - наибольшее распространение получил метод раздувного формования. Производство изделий этим методом осуществляется в две стадии: сначала получают трубную заготовку с температурой несколько ниже температуры плавления, которую затем раздувают сжатым воздухом. В отличие от большинства методов получения изделий из пластмасс, где формование осуществляется из расплава, в основе этой технологии лежит использование не только пластической, но и преимущественно высокоэластической деформации, которая присуща только полимерам и является результатом перехода свернутых в клубок или собранных в пачки макромолекул в вытянутую форму под воздействием механических сил.
