2.4.3. Полимеризация смол

Полимеризция – это процесс, при котором единичные, относительно небольшие молекулы, называемые мономерами, объединяются для образования крупных молекул, то есть соединений с большим молекулярном весом, называемых полимерами.

Смолы, применяемые в технологии изготовления отливок с ХТС, получают путем полимеризации выше отмеченных мономеров.

На рис. 2.16. схематично показано развитие реакции цепной полимеризации.

Реакция начинается с положения (1), где показаны простые «мономеры». В положении (2) можно видеть, что образовались три длинные молекулы (полимеры), каждая в результате цепочной связи молекул мономеров. В положении (3) видно увеличение количества связанных в цепь молекул, а в положении (4) завершается преобразование мономеров в полимеры. Как указано выше, время реакций полимеризации и отверждения довольно значительное. Поэтому необходимо их ускорять и синхронизировать со стадиями формовочного процесса. Это достигается путём добавления катализаторов.

2.5. Старение смол

Как было отмечено литейные смолы получаются путём полимеризации (поли-уплотнения) органических соединений. Этот процесс останавливается, когда продукт реакции приобретает характеристики, задуманные составителем рецептуры, путем захолаживания массы. Однако, во время хранения смол процесс продолжает очень медленно идти до тех пор, пока литейная форма не будет использоваться. Это означает, что характеристики смолы постоянно и необратимо изменяются. Это также означает, что следует точно выполнять предписания поставщика мономера смолы, чтобы обеспечить хорошее состояние продукта реакции во время хранения. Контейнеры должны быть герметично закрыты, чтобы не допустить испарения растворителя и последующего изменения характеристик исходного материала. Кроме лабораторных испытаний,

Рис.2.16.Схематичное представление протекания реакции полимеризации

для оценки пригодности исходного материала необходимо практическим способом измерить его плотность и выполнить пробную полимеризацию опытных образцов смеси; через 24 часа измеряется их сопротивление изгибу, и результаты свидетельствуют о качестве исходного материала.

2.5.1. Регулирование скорости отверждения

Когда мы говорим о химической реакции, мы обращаемся к процессу, при котором одно или более веществ, простых либо сложных, соединяются, чтобы образовать одно или более веществ со свойствами, отличающимися от свойств исходных материалов. В случае с самотвердеющими связующими конечный продукт химической реакции представляет собой прочный твёрдый состав, способный жёстко связывать формовочную смесь.

Используемые в этих реакциях элементы и соединения могут быть как неорганическими, так и органическими.

Связующие соединения при формовке с применением ХТС могут быть органическими, то есть синтетическими соединениями с углеродом в качестве основного элемента, или неорганическими, с кремнием в качестве основного элемента.

Как правило, наиболее часто применяются органические связующие.

Химические реакции происходят самопроизвольно, со скоростью, определяемой соотношением количества образующегося продукта и времени, необходимого для его образования.

Эта скорость обуславливается рядом факторов: фотохимическим и электрическим эффектами, смешиванием реагентов, давлением, температурой, наличием катализаторов, количеством присутствующей воды и т.д.

При формовке с применением ХТС синхронизация скорости реакции со стадиями формовки достигается с помощью катализаторов или отвердителей в соответствии с температурой формовочной смеси и количеством присутствующей воды или воды, образующейся во время процесса.

Ниже рассмотрим факторы, воздействующие на скорость реакций в процессе формовки с применением ХТС, и их взаимоотношения: