Головна → Статті
Основи технології пластмас
Полімерні матеріали, як уже говорилося, відрізняються технологічністю. Вони можуть перероблятися в вироби найрізноманітнішими методами. При цьому параметри переробки (температура і тиск) значно нижче, ніж при переробці таких матеріалів, як метали, скло та кераміка. Спосіб обробки та її режим визначаються видом полімеру і типом одержуваного виробу.
Загальна схема виробництва пластмас включає традиційні процеси - дозування і приготування полімерної композиції, формування виробів і стабілізація їх форми і фізико-механічних властивостей.
Приготування композицій виробляють на змішувачах різних систем. Для перемішування сухих композицій зазвичай використовують турбулентні і шнекові змішувачі. Специфічним широко використовуваним способом приготування полімерних композицій є вальцевание.
Каток - операція, при якій маса перетирається в зазорі між обігріваються валками, що обертаються в протилежному напрямку (рис. 15.1). Каток дозволяє рівномірно перемішати компоненти суміші. При багаторазовому пропущенні маси через валки полімер в результаті термомеханических впливів переходить в пластично-в'язкий стан. Цей процес називають пластикацией.
Екструдування - перемішування маси в обігрівається шне-ковом пресі (екструдері) з подальшим продавлювання маси через ґрати для формування напівфабрикату у вигляді гранул (такий екструдер називається гранулятором).
Формування виробів. Вибір методу формування залежить в основному від виду одержуваної продукції. Так, листові матеріали формуються зазвичай на каландрі, труби і погонажні профільні вироби екструдують, штучні вироби в основному формують литтям під тиском.
Каландрирование - процес формування полотна заданої товщини і ширини з пластичної суміші (приготовленої, наприклад, на вальцях) шляхом одноразового пропускання між обігріваються полірованими валками з послідовно зменшується зазором. Схеми роботи Г-образного і Z-образного каландрів представлені на рис. 15.2. Каландрирование виробляють полімерні плівки. Зокрема, велику частину лінолеуму виготовляють вальцевих-каландрових способом. Багатошаровий лінолеум отримують гарячим дублюванням заздалегідь відформованих на каландрі плівок: захисної, декоративної та підкладкової (несучої) (див. Рис. 15.5).
Мал. 15.1. Схема вальцювання: а - завантаження маси; б - вальцевание; в - перехід маси на один валок; г - зріз маси з валка; 1,3 - валки; 2 - вальцюються матеріал; 4 - ніж
Екструзія - процес отримання профільованих виробів спо-1 собом безперервного видавлювання розм'якшеної маси через формотворне отвір (мундштук). Екструзією виробляють труби (рис. 15.3) і погонажні вироби (плінтуси, розкладки, «сайдинг», віконні профілі і т. П.). Випускають спеціальні екструдери для формування лінолеуму (в тому числі і двошарового). На екструдерах формують полімерні плівки у вигляді безшовного рукава. Для цього формується труба, всередину якої подається повітря, роздмухує її в тонку плівку.
Литтям під тиском за допомогою ливарних машин (рис. 15.4) отримують невеликі вироби складної конфігурації з сумішей на основі термопластичних полімерів (наприклад, вироби для санітарно-технічних пристроїв, вентиляційні решітки, дрібні плитки і т. П.). Гранульований напівфабрикат нагрівається до в'язко текучого стану в циліндрі литтєвий машини і плунжером впорскується в роз'ємну форму, охлаждаемую водою.
Гаряче пресування використовують в основному для формування виробів з термореактивних полімерів. Так, зокрема, отримують листові матеріали: паперово-шаруватий і деревослоістий пластик, надтверді деревно-волокнисті і деревно-стружкові плити. Для листових матеріалів використовують багатоповерхові преси з масляним або паровим обігрівом плит (t = 120 ... 150 ° С). На таких пресах формують одночасно 5 ... 15 аркушів. На початку пресування полімер розплавляється, пов'язуючи все компоненти, а потім незворотньо твердіє, фіксуючи задану форму виробу.
Мал. 15.3. Схема роботи екструдера при виробництві труб:
1 - завантажувальний бункер; 2 - шнек; 3 - формуюча головка; 4 - калібруюча насадка; 5 - тягнучий пристрій; 6 - пустообразователь «Дорн»
Гарячим пресуванням можна отримувати пінопласти за допомогою речовин - газообразователей, що розкладаються з виділенням газу при нагріванні, т. Е. В той момент, коли полімер набуває вязкопла-стичної консистенцію. Для формування плити використовують екстра-дери (див. Рис. 15.3). Вспенивание відбувається при виході розплаву з формуючої головки. Такий екструдований пінопласт має замкнуту пористість і щільну корочку на поверхні (фірмові назви: стиродур, Піноплекс).
Полістирольний пінопласт отримують і більш простим методом з гранул полістиролу, що містять легкозакипаючої рідина - ізопентан. Невелика кількість гранул поміщають в замкнуту форму, яку опускають в гарячу (85 ... 95 ° С) воду. Коли полістирол розм'якшується, ізопентан закипає і спучує гранули в 10 ... 20 разів. Гранули займають весь обсяг форми і, сліпа один з одним, утворюють плиту чи інший виріб. Такий пінополістиролу-стирол називають ПСБ (безпресовим).
Мал. 15. 4. Схема роботи машини для лиття під тиском:
плавлення сировинної маси; б-уприскування розплаву в форму; в - розмикання форми; 1 - поршень; 2 - завантажувальний бункер; 3 - нагрівачі; 4 - циліндр; 5 - роз'ємна форма; 6 - виріб
Крім перерахованих способів отримання виробів з пластмас використовуються ще багато інших методів: промазування і просочення основ; напилення пластмас, зварювання та склеювання.