Билет 1

1. Введение в технологию полимеров (классификация полимеров, свойства; температурный режим и переработка полимеров).

Классификация полимеров

Полимеры — это искусственные материалы, которые получают или путем химических превращений природных веществ или, что чаще всего, синтезируют из низкомолекулярных соединений. Образование полимеров происходит в результате химических реакций. При этом используют би- или многофункциональные низкомолекулярные вещества (мономеры), взаимодействующие по одной из трех реакций образования полимеров:

• полимеризация;

• поликонденсация;

• полимераналогичные превращения.

В зависимости от вида мономера образуются макромолекулы, имеющие цепное строение или способные к образованию сетки. Структура макромолекулы, которая влияет на поведение материала при температурном воздействии, послужила основой для разделения полимеров на термопласты, реактопласты и эластомеры.

Термопласты — состоят из длинных молекулярных цепей, которые соединяются между собой силами межмолекулярного воздействия.

Реактопласты - характеризуются тем, что их макроцепи соединены между собой частыми химическими связями, образовавшимися в результате реакций отверждения.

Эластомеры — являются разновидностью реактопластов, в которых соседние макромолекулы соединены редкими химическими связями

Среди термопластов различают аморфные и частично кристаллизующиеся полимеры. Отличия между ними следует искать в степени упорядоченности надмолекулярной структуры. Если химическое строение макромолекулы затрудняет ее подвижность, а молекулярные цепи образуют точную надмолекулярную структуру, то подобное состояние называется аморфным. Подвижные макромолекулы образуют упорядоченную структуру в результате складывания в «пачки» и далее — в фибриллы, сферолиты и ламели (кристаллиты). В частично кристаллизующихся термопластах макромолекулы могут проходить как через аморфную, так и через кристаллическую область. Иногда они могут относиться одновременно к нескольким кристаллитам.

Температурный режим и переработка полимеров

Термопласты при нагреве расплавляются, а при последующем охлаждении затвердевают, в результате чего формируется изделие. Аморфные и частично кристаллизующиеся термопласты различаются по физическим и технологическим свойствам. Реактопласты и эластомеры деформируются только в процессе формования изделия. Дальнейшее тепловое воздействие (до температуры разложения) не изменяет их фазового состояния.

2. Технология производства плёнок (производство плёнок экструзией с раздувом)

Многообразие видов применяемых пленок определяет разнообразие методов их производства. Основной объем изготавливаемых в мире полимерных пленок приходится на пленки из расплавов пластических масс, основу которых составляют полимеры, способные при нагреве переходить в вязкотекучее или высокоэластическое состояние, не подвергаясь при этом термической деструкции. Метод производства пленки определяется химической природой полимера и назначением готовой пленки.

Технологический процесс формования пленки экструзией с раздувом рукава состоит из следующих стадий: подготовка сырья, стадии формования и завершающие стадии. Завершающие стадии могут быть такими: контроль качества пленки, радиационная обработка, возможное нарезание на ленты, намотка в рулоны, упаковка и складирование. При контроле качества пленки контролируют толщину (непрерывно), прозрачность и внешний вид.

Рукавный метод получения пленок – простой, высокопроизводительные и экономичный. Возможны три схемы получения рукавных пленок экструзией с последующим раздувом: 1) с подачей рукава вверх; 2) с приемом рукава вниз; 3) с горизонтальным отводом рукава.

Самая распространенная первая. Она экономична с небольшими техническими осложнениями, агрегат занимает немного площади. Агрегат с отведением рукава вниз используют для производства пленок небольших размеров, потому что под действием собственного веса рукав может оборваться на участке, где полимер находится в высокоэластическом состоянии. К преимуществам можно отнести более легкую настройку технологического процесса и лучшее охлаждение пленки.

Недостаток 1х двух является поворот течения расплава при входе в угловую головку, что вызывает опасность перегрева и термодеструкции полимера.

Полимерный рукав после выхода из кольцевой фильеры раздувается за счёт подаваемого внутрь воздуха до размеров в 3-4 раза превосходящих диаметр. Подача воздуха осуществляется через дорн экструзионной головки. Для повышения производительности тёплый воздух внутри рукава постоянно меняется на холодный. Плёночный рукав попадает в зазор между тянущими валками, складывающие щеки и валки преобразуют его в двухслойное полотно. После тянущих валков пленка по направляющим валкам вновь попадает вниз и наматывается либо в виде сложенного бесшовного рукава, либо в виде плоской пленки с боковым разрезом. Методом экструзии рукава с раздувом изготавливают и многослойные пленки. Линия для изготовления пленок экструзией с раздувом состоит из экструдера с формующей головкой, охлаждающего кольца, направляющих складывающих щек, тянущих и отжимных волков и приемного устройства.