Установки нагрева диэлектриков в поле рабочего конденсатора

Термореактивные пластмассы или реактопласты можно нагрепать только один раз при изготовлении изделий. Возникающая при нагреве полимериза­ция необратимо изменяет свойства исходного вещества, переходящего в термостабильное состояние.

Основным методом изготовления изделий является горячее прессование. Исходный материал, имеющий вид порошка, предварительно прессуется в холодном состоянии в крупные таблетки, которые затем нагреваются в рабочем конденсаторе до заданной температуры. Далее таблетки помещаются в предварительно разогретую пресс-форму, где происходит формование из­делия и последующая выдержка для завершения отверждения материала. Рабочий конденсатор состоит из двух параллельных горизонтальных пластин и расположен в одном блоке с колебательным контуром генератора. Нижняя пластина неподвижна и заземлена, а верхняя может перемещаться в вертикальном направлении. Изменением расстояния между пластинами регулируется режим работы генератора и напряжен­ность электрического поля в материале. Таблетки укладываются равномер­ным слоем на выдвижной металлический поддон, имеющий надежный кон­такт с нижней пластиной конденсатора.

При регулировании напряжения изменением воздушного зазора следует иметь в виду, что напряженность поля в малых зазорах может превысить пробивную прочность воздуха. Напряжение на плоском конденсаторе складывается из напряжения на материале и в зазооре.

Экспериментально установлено, что допустимая напряженность ноля в за­зоре при нагреве реактопласта равна 9кВ/см.

Особенностью технологии прессования изделий из реактопластов яв­ляется зависимость допустимой температуры нагрева от времени нагрева. Если время нагрева составляет 5—8 с и меньше, то нагрев таблеток можно проводить до температуры отверждения пресс-массы. Замедление нагрева приводит к частичной полимеризации связующего еще до переноса таблеток в пресс-форму, что вредно сказывается на качестве изделий. При медленном нагреве допустимую температуру следует понижать. Чаще всего нагревают до 120 °С. Минимальное время нагрева ограничено скоростью 30 К/с.

Высокочастотный нагрев пресс-порошков по сравнению с конвекционным нагревом отличается значительным сокращением времени нагрева, что дает возможность организовать поточную линию производства изделий; повы­шением качества изделий, особенно толстостенных; уменьшением на 25—35 % времени выдержки изделий в пресс-формах и увеличением их срока службы за счет снижения давления при прессовании.

Производство листов из стеклопластика осуществляется аналогичным методом горячего прессования. Пакет листов стеклоткани, пропитанных свя­зующей смолой, зажимается между плитами пресса. Так как пресс-форма незамкнутая, то высокочастотный нагрев пакетов можно проводить непо­средственно в плитах пресса плоскими электродами. Такой вариант размеще­ния электродов конденсатора и удобная для высокочастотного нагрева форма изделий обеспечивают максимальную эффективность данному способу на­грева.

Трубы и профильные изделия из стеклопластика изготавливаются ме­тодом намотки или протяжки. В последнем случае рабочим конденсатором служит сама фильера, облицованная фторопластом. В такой фильере проис­ходит одновременно нагрев, формование профиля и отверждение связующего полимера.

Намотка труб выполняется как одновременным, так и непрерывно-последовательным способом. При одновременном способе изготовления труб пропитанная связующей смолой стеклоткань наматывается на металлическую оправку —дорн, а затем целиком нагревается до отверждения. Применение высокочастотного нагрева позволяет сократить время отверждения примерно в 10 раз, хотя и при этом способе нагрева оно велико и равняется двум ча­сам при эпоксидно-фенольном связующем. Такая длительность тре­буется для заполнения смолой пустот между слоями стеклоткани и получе­ния высокой прочности.

Так как труба имеет длину несколько метров, то для ее нагрева нужен конденсатор, имеющий малую емкость на единицу длины. Такой конденсатор образуют заземленный дорн и второй электрод, состоящий из одной или двух

электрически соединенных полос, параллельных оси трубы. Для получения равномерного нагрева трубу вращают с частотой 2—5 об/мин.

При непрерывно-последовательном способе производства труб на вра­щающийся дорн равномерно укладываются стеклянные нити, смоченные полиэфирной смолой. К моменту схода с дорна труба должна иметь доста­точную механическую прочность. Так как стенка трубы равномерно пропи­тана связующим, то процесс отверждения можно приводить быстро. Высоко­частотный нагрев позволяет это сделать за время пребывания трубы на дорне. Для труб диаметром 90—150 мм и толщиной стенки до 5 мм время отвержде­ния 35 с. Рабочий конденсатор состоит из двух полос, поверхности которых параллельны поверхности трубы. Металлический дорн попадает внутрь кон­денсатора и является эквипотенциальной поверхностью.