6. Технологические свойства, учитываемые при переработке полимерсодержащих материалов.

Свойства полимеров, определяющие качество в процессе переработки:

• реологические: 

  • вязкостные, определяющие процесс вязкого течения с развитием пластической деформации;

  • высокоэластичные, определяющие процесс развития и накопления обратимой высокоэластичной деформации при формовании; 

  • релаксационные, определяющие релаксацию (уменьшение) касательных и нормальных напряжений, высокоэластичной деформации и ориентированных макромолекулярных цепей;

• стойкость полимеров к термоокислительной, гидролитической и механической деструкции в процессе формования под действием температуры, кислорода, влаги, механических напряжений;

• теплофизические, определяющие изменение объема, нагрев и охлаждение изделия в процессе формования и фиксирования формы и размеров;

• влажность, определяющая текучесть материала при формовании и качество изделия (вызывает гидролитическую деструкцию при формовании);

• объемные характеристики сыпучих материалов в твердом состоянии (насыпная масса, сыпучесть, гранулометрический состав).

 К технологическим свойствам пластмасс относят: текучесть, влажность, время отверждения, дисперсность, усадку, таблетируемость, объемные характеристики. Текучесть характеризует способность материала к вязкому течению полимера, выдавливаемого в течение 10 мин через стандартное сопло под давлением определенного груза при заданной температуре.

Усадка характеризует изменение размеров при формовании изделия и термообработке: У = (Lф-Lи) / Lф * 100 % ; Уд = (L-Lт) / Lф * 100 % ; где У – усадка после формования и охлаждения; Уд – дополнительная усадка после термообработки; Lф, Lи – размер формы и размер изделия после охлаждения; L, Lт – размер изделия до термообработки и после охлаждения. Усадка изделий из реактопластов зависит от способа формования изделия и вида реакции сшивания: полимеризации или поликонденсации.

7. Способы и основы получения изделий из полимерсодержащих материалов.

На выбор способа оказывает влияние вид пластмасс (термореактивные или термопластичные), конфигура­ция и геометрические размеры изделия, вязкость или те­кучесть пластмассы и т. д.

• Экструзией (формование выдавливанием) получают изделия из термопластов в виде бесконечных труб, стержней, лент и т. п. на червячных прессах (экструдеpax). Исходные материалы, загружаемые в пресс через бункер, нагреваются с помощью вмонтированных в пресс водяных, паровых или электрических нагревателей, пе­ремешиваются и нагнетаются шнеком в формообразую­щий мундштук. Выходящее из пресса изделие охлажда­ется воздухом или водой и разрезается на части нужной длины.

• Литье под давлением — способ формования изделий из термопластов в вязко-текучем состоянии в литьевых машинах. Исходный материал из бункера через дозатор посту­пает определенными порциями в обогреваемый цилиндр машины. Разогретый до вязко-текучего состояния мате­риал подается поршнем или шнеком через сопло цилинд­ра в прессформу, заполняет ее полость и выдерживается в ней в течение некоторого времени (1—2 минуты) для фик­сации формы изделия. Затем прессформа раскрывается и из нее извлекается готовое изделие.

• Формование в прессформах — наиболее широко рас­пространенный способ изготовления изделий из термо­реактивных пластмасс. Прессование производится на гидравлических прессах под давлением 10—25 МН/м² (100—250 кгс/см²). Прессматериал поступает в нагре­тую до 130—200⁰С прессформу. Под действием темпера­туры и давления прессматериал размягчается и заполня­ет всю полость прессформы, которая через некоторое время, достаточное для отверждения материала, рас­крывается, и изделие выталкивается.

• Формование в штампах применяется для изготовле­ния изделий незамкнутого контура (стекла кабин, обте­кателей, козырьков и др.) из листовых термопластов (винипласта, органического стекла, полиэтилена). При формовке детали выдерживают в штампах под опреде­ленным давлением до температуры 40—45°С. Затем от­формованное изделие охлаждается в штампе для фикса­ции полученной им конфигурации.

• Вакуумное и пневматическое формование исполь­зуется для изготовления деталей сложной пространст­венной формы (колпаков и деталей для оптики и свето­техники) из листового термопласта (органического стек­ла) с достаточно высокими оптическими свойствами так как во время формования предварительно подогре­тый материал не скользит по оформляющей поверхности ‘штампа. Роль пуансона или матрицы выполняет упру­гая среда — атмосферное давление или сжатый воздух. Вакуумное и пневматическое формование применяется также при изготовлении крупногабаритных изделий и из некоторых термореактивных пластмасс с высокопрочны­ми наполнителями (стеклянным волокном, стеклянной тканью).