Предыдущая часть документа
Первый тип - это процессы, в которых полимер при нагревании переходит в пластичное состояние и затем под давлением приобретает форму требуемого изделия, сохраняющуюся при затвердевании и охлаждении. Ко второму типу относятся процессы, в которых полимеризационноспособный материал (он может быть частично полимеризованным) под давлением принимает форму требуемого изделия, сохраняющуюся после завершения процесса полимеризации под действием тепла или катализатора (или того и другого вместе) и охлаждения. Основанная на указанных свойствах полимерных материалов технология позволяет изготовлять изделия со стабильными механическими характеристиками при минимальных затратах ручного труда.
Наиболее широко распространены следующие методы переработки пластмасс.
Прямое прессование
Прямое прессование заключается в том, что порошкообразный или таблетированный материал загружают в полость пресс-формы, установленной на прессе. При нагревании и под давлением материал переходит в пластическое состояние, заполняет полость формы и оформляется в деталь требуемой конфигурации. Если пресс-материал термореактивный, т.е. отверждается при нагревании, отформованное изделие извлекают из пресс-форм после непродолжительной выдержки. Если материал термопластичный, т.е. не отверждается при нагревании, перед распрессовкой форму необходимо охладить. Методом прямого прессования изготовляют крышки, штепсельные разъемы, патроны для электрических лампочек, сиденья для унитазов, подносы и прочие изделия. Прессованием получают также листы для последующего изготовления различных изделий вакуум формованием, сваркой - для цистерн и крупных контейнеров, а также для футеровки металлических емкостей.
Литьевое прессование
Данный процесс является разновидностью метода прямого прессования. Термореактивный материал прогревают в загрузочной камере (тигле) и давлением пуансона продавливают в формующую полость, расположенную отдельно и имеющую индивидуальный обогрев. При прямом прессовании добиться полного отвердения материала сложно, поэтому литьевое прессование более предпочтительно, чем прямое, особенно при изготовлении деталей с тонкой металлической арматурой, например небольших электрических переключателей или при изготовлении изделий с очень толстыми стенками.
Литье под давлением
Гранулированный или порошкообразный материал прогревают до вязкотекучего состояния в загрузочной камере, расположенной отдельно от литьевой формы, затем с помощью шнека или поршня подают в форму, где он охлаждается и затвердевает, после чего форма размыкается и готовое изделие выталкивается (см. рис. 77.9). Этот метод является одним из наиболее важных в переработке пластмасс. Он получил широкое развитие и позволяет изготовлять очень дешево детали сложной конфигурации.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 77.9 Оператор, вынимающий полипропиленовую чашу из литьевой машины
--------------------------------------------------------------------------------
Хотя литьевое прессование и литье под давлением, в принципе, идентичны, используемое оборудование различно. Литьевым прессованием, как правило, перерабатывают термореактивные материалы, а литьем под давлением - термопластичные.
Экструзия
При этом способе материал разогревается и размягчается, а затем выдавливается через мундштук, в результате чего он приобретает определенный профиль, который сохраняется после охлаждения. Форму открывают механическим способом, и изделие вынимают (см. рис. 77.10). Экструзией получают трубы промышленного или бытового назначения, т.е профили практически любой конфигурации. Вводя некоторые дополнительные операции, номенклатуру изделий можно значительно расширить. Например, разрезая трубу и заваривая заготовки с обоих торцов, можно получать емкости типа "саше", а, разрезая рукавную пленку на заготовки и заваривая их с одной стороны, - получать мешки.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 77.10 Экструзия пластмассы: Приготовление гранул для литьевой машины
--------------------------------------------------------------------------------
Существует две основные разновидности процесса экструзии листов и пленок. Первая разновидность процесса позволяет изготовлять плоские листы и пленки, из которых, применяя другие методы переработки, например вакуум-формование, можно изготовлять необходимые изделия.
Вторая разновидность процесса позволяет получать рукавную пленку, раздувая нагретую трубу сжатым воздухом. Разрезая рукав вдоль, получают пленку, которую широко используют в качестве упаковочного материала. Сложив рукав в виде плоской двухслойной пленки, разрезанием и сваркой можно изготовлять пакеты. На рисунке 77.11 представлен пример местной вентиляции в процессе экструзии.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 77.11 Экструзия пластмасс с использованием местной вытяжки и водяной бани на головке экструдера
--------------------------------------------------------------------------------
Каландрование
При этом способе переработки материал подается в зазор между нагретыми вращающимися валками и пропускается последовательно через несколько пар валков. Отформованный лист охлаждается. Следует отметить, что толщина получаемых листов существенно больше толщины пленок. Каландрованные листы применяют как в промышленности, так и для бытовых нужд. Их используют при производстве одежды, тентов для детских колясок, для изготовления надувных игрушек и прочих предметов (см. рис. 77.12).
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 77.12 Вытяжной тент для удаления горячих выделений из смесителей с подогревом и каландров
--------------------------------------------------------------------------------
Экструзионно-раздувное формование
Этот метод можно рассматривать как комбинацию процессов экструзии и термоформования. Трубчатая заготовка выдавливается сверху в открытую форму. При получении заготовки необходимой длины форму герметизируют и заготовку раздувают сжатым воздухом. В результате заготовка прижимается к стенкам формы и принимает требуемую конфигурацию. После охлаждения изделие удаляют из формы. Этим способом получают полые изделия, преимущественно бутылки.
Прочность на сжатие и ударную вязкость изделий из пластмасс, получаемых экструзионно-раздувным формованием, можно существенно увеличить, подвергая заготовку при раздувании двухосному ориентированию. Это позволяет в такой степени повысить прочность, например, бутылок из поливинилхлорида, что их используют в качестве тары для газированных напитков.
Ротационное формование
Этот способ заключается в равномерном распределении тонкодисперсного порошкообразного или жидкого материала по внутренней поверхности вращающейся полой обогреваемой формы за счет силы тяжести. После завершения процесса спекания или желатинизации форму останавливают, охлаждают и извлекают из нее отформованное изделие. Этим способом изготовляют изделия типа мячей, кукол и т. п.
Получение пленок методом полива
Кроме обычной экструзии, пленки можно получать экструдированием нагретого полимера на металлический барабан с полированной поверхностью или напылением раствора полимера на движущуюся ленту - подложку.
Полимерные пленки применяют и для изготовления ламинированной бумаги. Для этого расплав полимера экструдируют в виде пленки на бумагу в условиях, обеспечивающих необходимую адгезию. Так же наносят покрытия и на картон. Ламинированные бумагу и картон широко используют для изготовления тары, например коробок.
Термоформование
К термоформованию относят процессы, при которых листовые заготовки (обычно из термопластичных материалов) нагревают в термошкафах, укладывают на матрицу формы, закрепляют по периметру и формуют изделие пуансоном или сжатым воздухом (или паром). Крупногабаритные изделия формуют вручную, натягивая с помощью щипцов разогретую заготовку на оправку. Указанным методом изготовляют арматуру уличных светильников, дорожные знаки и указатели, санитарно-техническую арматуру, контактные линзы.
Вакуумное формование
Вакуумное формование является разновидностью термоформования. Общим для всех процессов является нагрев заготовок до пластичного состояния непосредственно в вакуум-формовочной машине над полостью матрицы и создание разряжения в полости матрицы для изготовления изделия. Вакуум-формованием изготовляют очень дешево тонкостенные емкости, рекламные щиты, подносы, жесткую тару для кондитерских изделий, скоропортящихся фруктов и мяса.
Следующая часть документа