3.13.3 Выбор температуры прессования
Правильно подобранная температура пресс-формы дает возможность также значительно снизить усилие прессования. Установлена связь: высокая температура→низкое усилие (Tmax→Fmin)
Температура пресс-формы Тп, взаимосвязанная со временем отверждения τотв имеет большое значение для отверждения пресс-материала в формующей полости пресс-формы. Она зависит от следующих факторов.
Скорость отверждения. Практические рекомендации состоят в следующем: при переработке быстро отверждающихся пресс-материалов и большом времени смыкания формы следует выбирать низкую температуры пресс-формы и, наоборот, при переработке медленно отверждающихся материалов и небольшом времени смыкания следует прессовать при высокой температуре пресс-формы.
Тип и размер изделия. В зависимости от толщины стенки и соотношения высоты к толщине следует придерживаться следующих правил с учетом коэффициента В ф. (3.13.12):
маленькая толщина стенки→высокое усилие ппрессования→высокая температура пресс-формы (hmin→Fmax→T п.max);
большая толщина стенки→низкое усилие прессова
ния→низкая температура пресс-формы (hmax→Fmin→T п.min);
большое значение соотношения высоты стенки к ее толщине→высокое усилие прессования→низкая температура пресс-формы (H/h max→Fmax→T п.max);
небольшое значение соотношения высоты стенки к ее толщине→низкое усилие прессования (H/hmin→Fmin).
В данном случае температура пресс-формы зависит от толщины стенки изделия Тп=f(h). С изменением H/h изменяется величина коэффициента В в уравнении (3.13.12) при расчете усилия прессования: чем больше H/h, в большей степени возрастает коэффициент В. При выборе зависимой от толщины стенки температуры пресс-формы необходимо учитывать теплоту экзотермической реакции отверждения. Тепловой эффект экзотермической реакции тем сильнее сказывается на выборе температуре пресс-формы, чем больше толщина стенки изделия, и чем быстрее протекает реакция отверждения и чем меньше степень предварительной поликонденсации термореактивного связующего пресс-материала. Перегрев толстостенных изделий (с толщиной стенки более 10 мм) может привести к резкому возрастанию внутренних остаточных напряжений и даже к разложению перерабатываемого материала внутри изделия. Поэтому толстостенные изделия следует отверждать медленно и при низких температурах или применять ступенчатый температурный режим, как при прессовании слоистых пластиков (рис. 3.48). Представленная на рис. 3.52 термограмма отверждения при прессовании стекловолокнистого пресс-материала АГ-4В на основе модифицированного фенолоформальдегидного связующего, показывает наличие большого температурного градиента в 30 0С между температурой пресс-формы и в центре пресс-изделия.
|
Рис. 3.52. Изменение температуры и пресс-материала АГ-4В в процессе прессования: 1 – температура матрицы; 2 – температура на границе материал-форма; 3 – температура материала на глубине 0,25Н (толщины образца); 4 – в центре образца 0,5Н; 5 – на уровне 0,75Н; 6 – температура пуансона; образец Ø110×41 мм
Наибольшие тепловые эффекты имеют место при прессовании изделий из реактопластов на основе эпоксидных связующих и ненасыщенных полиэфиров, которых температурные градиенты могут превышать 100 0С. Необходимо учитывать, что крупногабаритные изделия для сохранения текучести в период замыкания пресс-формы следует прессовать при пониженных температурах. Все же какие значения температуры прессования являются отправной точкой при выборе пресс-формы в зависимости от выше указанных факторов? |
Для многих видов пресс-материалов на основе фенолоформальдегидных, эпоксидных, кремнийорганических связующих и аминопластов такой температурой является температура 155±5 0С, у пресс-материалов на основе модифицированных данных связующих – 145±5 0С. Эти температуры приняты за температуры стандартных испытаний при входном контроле пресс-материалов Т0, при которых прессуются образцы для определения основных физико-механических и технологических свойств. При прессовании крупногабаритных изделий Тп снижают до 140±5 0С. Когда прессуются тонкостенные изделия (менее 6 мм), то Тп поднимают до 170÷190 0С. В литературе приведены Тп для каждой конкретной марки пресс-материала.