Билет 13

13.1. Прессование слоистых изделий и термопластов.

Под прессованием слоистых изделий подразумевается прессование пропитанных под воздействием температуры и давления синтетической смолой (полимером) слоистых наполнителей для изготовления гетинаксов или текстолитов.

Схема изготовления гетинакса и текстолита: Подложка (бумага, ткань) + Связующее (различные смолы, полисилоксан) → Пропитка → Промежуточное хранение → Варка и укладка листов → Прессование → Удаление облоя.

Подложка пропитывается смолой, для этого полотно пропускается через емкость со смолой. Затем оно поступает в сушильную камеру, где происходит удаление раство­рителей. В конце установки размещаются намоточные устройства, на которые подлож­ки наматываются. При дальнейшей переработке полностью пропитанные смолой подложки разреза­ются по длине и в необходимом количестве накладываются друг на друга образуя пакеты. При прессовании пакеты укладываются между отполированными до зеркального блеска прессовочными плитами и выдерживаются при температуре от 130 до 180°С под давлением 7-20 МПа. После завершения отверждения сформировавшиеся пластины медленно охлажда­ются под давлением.

Прессование термопластов слабо распространено, т.к. высока трудоемкость процесса и продолжительно время цикла. Дан­ный метод пригоден лишь для изготовления блоков и толстостенных плит, которые не могут быть произведены экструзией или каландрованием. Такой способ прессования применяется, например, при работе с высокомолекулярными полиолефинами (ПЭ, ПП), способными к сшивке, или же с некоторыми полимерными пенами. В отличие от работы с реактопластами, термопласты не требуют последующего отверждения. В этом случае необходимо охлаждение в пресс-форме. Для частично кристаллизующихся полимеров степень кристаллизации, а зна­чит и свойства изделий, определяются скоростью охлаждения.

13.2. Переработка армированных полимеров (исходные материалы, отверждение термореактивных полимеров).

Исходные материалы.

Ненасыщенные полимеры. Ненасыщенные полиэфирные смолы относятся к отверждаемым (термореактив­ным) формовочным олигомерам - это растворы ненасыщенных полиэфир­ов в ненасыщенных или же реакционноспособных растворителях. Ненасыщенные полиэфиры образуются в результате химической реакции из смеси насыщенных и ненасыщенны органических кислот или многоатомных спиртов - реакции этерификации. Вещества для получения ненасыщенных полиэфиров: Насыщенные органические кислоты: адипиновая, изофталевая; Ненасыщенные органические кислоты: фумаровая, малеиновая; Многоатомные спирты: этиленгликоль, бутандиол. Полиэфирные смолы - вязкие массы, которые ввиду наличия двойных связей остаются реакционноспособными (термореактивные смолы). Различают стандартные, теплостой­кие, химически стойкие, эластичные смолы, смолы с повышенной огнестойкостью и стойкие к усадке. Реакционная способность смол определяется соотношением насыщенных и ненасы­щенных кислот, и долей стирола. Более высокая доля содержания ненасыщенных кислот - образование смол с большей реакционной способностью. При переработке прессовочные массы содержат наполнители (армирующее волокно): сыпучие и пастообразные прессмассы. Отверждающие системы. Сшивка (отверждение) ненасыщенных полиэфирных смол основывается на рас­крытии оставшихся двойных связей и обеспечении реакции между молекулами - достигают с помощью отвердителей и нагрева (отверждение при повышенной температуре), отвердителей и ускорителей (холодное от­верждение). Комбинация отвердителя с ускорителями называется отверждающей си­стемой. В отверждении ненасыщенных полиэфирных смол важную роль играют органические пероксиды, выступающие в качестве инициаторов, и аминные или кобальтовые соединения, играющие роль ускорителей. Принцип действия инициаторов основан на их распаде при определенной темпера­туре. Причина распада инициаторов - нагрев или ускорители.

Эпоксидные смолы - жидкие или твердые вещества, в молекулах которых имеется бо­лее одного эпоксидного цикла. Используют в качестве исходного сы­рья эпихлоргидрин с реакционноспособным эпоксидным циклом и бисфенола-А с реакционноспособными гидроксильными группами. В процессе поликонденсации из этих мономеров образуются термореактивные эпоксидные смолы. В качестве отвержд. cис. для эп. смол используются основные, кислые или каталитические отвердители, ускорители и реакционноспособные разбавители. Различают холодное отверждение (20-60°С), и отверждение при повышенной температуре (75-130°С).

Армирующие волокна. Это стеклянные волокна, изготавливающиеся методом формования волокна из расплава, и представ­ляющие собой бесконечные волокна. Они обеспечивают деталям прочность. В зависимости от используемого вида наполнителя, физ.-мех. свойства выражены в 1-м или в 2-х направлениях. Стеклоткани, имеющие нить основы и уточную нить, называются двунаправ­ленными тканями. Если уточные нити отсутствуют - однонаправленные материалы для целевого армирования только в одном направлении. Такие материалы удерживаются лишь несколькими поперечными нитями (соединительные нити). Существуют многослойные материалы, имеющие трехмерное строение. Используются также углеродные волокна. Их получают с помощью различных термических процессов об­работки. Они обладают модулем упругости, в 5-6 раз превышающем модуль упругости стекловолокон.

Отверждение термореактивных полимеров. Отверждение ненасыщенных полиэфирных смол представляет собой сополимеризацию. Различают: 1.Отверждение при повышенной температуре: термореактивная смола + отвердитель (пероксид) + нагрев (свыше 70°С); 2.Холодное отверждение: термореактивный полимер + отвердитель (инициатор) при температуре около 30°С.

Сополимеризация ненасыщенных полиэфирных смол отличается изменением тем­пературы при отверждения. При этом проявляется объемная усадка, составля­ющая приблизительно 8-9% (для чистого полимера).