книги из ГПНТБ / Миндлин С.С. Технология производства полимеров и пластических масс на их основе учеб. пособие

Окончательное смешение протекает при высоких температурах и сопровождается переходом полимерной составляющей в вязкотекучее состояние. В процессе смешения рабочие органы аппаратов со­ здают в массе давление и вызывают в ней явления сдвига, которые способствуют гомогенизации массы. При перемешивании полимеров с высокой вязкостью деформация сдвига может привести к частичной деструкции полимеров.

Окончательное смеше­ ние может быть выполнено

типов пластосмесителей изображен на рис. 32. При вращении лопас­ тей потоки материала перемещаются в направлении вращения и пер­ пендикулярно ему.

Смесительные вальцы (рис. 33) состоят из двух параллельных валков, вращающихся в противоположные стороны. Оси валков рас­ положены в одной горизонтальной плоскости. Между цилиндриче­ скими поверхностями валков существует зазор, в который затяги­ вается вальцуемый материал. В этом зазоре материал сдавливается и в нем происходит сдвиг, усиливающийся тем, что валки вращаются с разной скоростью (отношение скоростей вращения переднего и зад­ него валков называется фрикцией). В результате деформации сдвига происходит перемешивание.

Червячные машины тоже могут быть использованы в качестве емесителей. Для процессов окрашивания пригодны одночервячные

В большинстве случаев материалы, предназначенные для перера­ ботки в изделия на червячных прессах и литьевых машинах, выпус-

Рис. 35. Двухчервячный пресс:

1 — головка; 2,3 — корпус; і — нагревательные элементы корпуса; 5 — вентилятор для охлаждения корпуса; 6 — червяк; 7 — вариатор; 8 — редуктор; 9 — насос для циркуляцион­ ной смазки; 10 — электродвигатель; 11 — радиатор водяного охлаждения маслосистемы; 12 — упорный узел; 13 — охлаждающее устройство червяков (барботеры); 14 — сдвоенная шестерня с наружным и внутренним сцеплением; 15 — шестерня с наружным сцеплением.

кают в гранулированном виде. Гранулирование пластмасс повышает

ПРОИЗВОДСТВО ИЗДЕЛИЙ Глава ИЗ ПЛАСТИЧЕСКИХ МАСС

13

При переработке пластических масс в изделия основными ме­ тодами: прессованием, литьем под давлением, экструзией и каландрованием — они нагреваются до перехода в вязкотекучее состояние. В этом состоянии пластмассы должны обладать определенной теку­ честью. Пластические массы с нужной текучестью могут быть изгото­ влены на основе полимеров с заданными реологическими свойствами (вязкость, текучесть). Реологические свойства полимеров важны при переработке пластмасс любыми методами. Поэтому при синтезе поли­ меров технологический процесс всегда создается с ориентацией на получение в первую очередь продукта с определенными реологиче­ скими свойствами и соответственно со всем комплексом показателей, которые их определяют (строение, молекулярный вес и полидисперс­ ность).

ПРЕССОВАНИЕ

Производство изделий, из пластмасс прессованием осуще­ ствляется под давлением в пресс-формах, установленных на гидра­ влических прессах.

Рис. 37. Схема из­ готовления изде­ лий способом пря­ мого прессования:

а — загрузка прессматериала в нагре­ тую пресс-форму; б — закрытие прессформы; в — прессова­ ние (стрелками пока­ зано направление усилий, действую­ щих на пресс-фор­ му); г — выгрузка

изделий; і — пуансон; 2 —

матрица; 3 — вытал­ киватель; 4 — мате­ риал; s — изделие.

Процесс прессования, при котором материал загружается непо­

в которой он нагревается, а затем в вязкотекучем состоянии выдавли­ вается в оформляющую полость формы, процесс называется литьевым (трансферным) прессованием.

Схема изготовления изделий прямым прессованием изображена на рис. 37. Пресс-материал загружается в оформляющую полость нижней

Рис. 38. Схема изготов­ ления изделий способом литьевого прессования:

а — пресс-форма нагрета и закрыта; б — введение рас­ плавленного материала в пресс-форму под давлением пуансона загрузочной каме­ ры; в — отделение загрузоч­

ной камеры и разъем прессформы;

1 — пуансон; 2 — матрица;

3 — выталкиватель; 4 — ма­ териал; 5 — изделие; 6 — загрузочная камера; 7 — сопло; поршень загрузочной камеры.

инагревается'в ней под небольшим давлением поршня 8. Нагретый материал в вязкотекучем состоянии выдавливается из загрузочной камеры в оформляющую часть пресс-формы — матрицу 2. До начала прессования в матрице устанавливают пуансон 1. После отверждения изделия поднимается поршень и загрузочная камера отделяется от пресс-формы. Готовое изделие 5 выталкивается из пресс-формы вытал­ кивателем 3. Каналы, по которым течет материал, называются лит­ никами, так же называется застывший в них материал 7. Литьевым прессованием можно получать более сложные изделия, чем прямым прессованием.

Для прессования изделийиз пластмасс используют гидравлические прессы, одна из конструкций которых изображена на рис. 39. Пресс приводится в действие жидкостью низкого и высокого давления: при смыкании пресса — 8, а при прессовании — 200 am. Слоистые листы

иплиты прессуют без пресс-форм на многоэтажных плиточных гид­ равлических прессах (рис. 40).

Подготовка материала в современных процессах прессования состоит из двух операций: превращения порошкообразного материала

втаблетки и предварительного подогрева таблеток. Подогрев табле­ ток сокращает цикл прессования и улучшает растекаемость мате­ риала в пресс-форме.

Основными параметрами процесса прессования являются темпера­ тура, давление и время выдержки под высоким давлением. На совре­

в изделия является литье под давлением. Этим методом перерабаты­ вают все термопластичные и некоторые термореактивные материалы (фенопласты). При изготовлении изделий литьем под давлением гра­ нулы материала нагреваются в цилиндре машины до вязкотекучегосостоянияи затем расплав давлением, создаваемым поршнем машины, впрыскивается в сомкнутую форму, откуда после охлаждения извле­ кается готовое изделие.

Схема литьевой машины изображена на рис. 4 1 . Основные узлы машины: 1) загрузочный бункер с дозирующим устройством; 2) лить­ евой плунжер, выдавливающий расплав из нагревательного цилин­ дра в форму; 3) нагревательный цилиндр, в котором гранулы нагре­ ваются и превращаются в расплав; 4) мундштук, состоящий из кор­ пуса и сопла, который соединяет нагревательный цилиндр с формой

подшипник.

оснащенных формующими устройствами — головками. Для произ­ водства большинства изделий применяют одночервячные прессы (рис. 42). Твердый полимер загружают в бункер червячного пресса, откуда он ссыпается в канал червяка. Расплавленный полимер продавливается через пакет сеток и нагнетается в головку, откуда

Рис. 43. Головки для получения разных изделий; a — труб; б — листов; в — рукавной пленки.

выходит сформованное изделие, охлаждаемое затем в специальных приемных устройствах.

Производительность червячного- пресса зависит от диаметра, длины, конструкции и скорости вращения червяка.

Схемы головок для получения труб, пленок и листов изображены на рис. 43.

Примером использования червячных прессов в производстве изделий из пластмасс может служить производство полиэтиленовых

пленок. Агрегат для производства пленок с пневматическим растя­ жением цилиндрического рукава изображен на рис. 44. В этом агрегате образование расплава происходит в червячном прессе, формование цилиндрического рукава осуществляется. головкой 7. Пневматическое растяжение производится сжатым воздухом, пода­ ваемым внутрь рукава 8 через головку. Выход воздуха из рукава

Рис. 44. Пленочный агрегат:

1 — намоточные валки; г — режущее приспособление; з — направляющий валок; 4 — тя­ нущие отжимные валки; 5 — направляющие (складывающие) щеки; в — охлаждающее кольцо; 7 — головка червячного пресса; 8 — рукав пленки; 9 — шланг подачи охлаждающего воздуха; ю — регулировочный вентиль; 11 — подача воздуха для раздувания рукава; 12 — втулки для намотки пленки; із — воздуходувка; 14 — ресивер для воздуха.

закрывается тянущими отжимными валками 4, которые зажимают рукав. Интенсивное охлаждение рукава производится воздухом, нагнетаемым воздуходувкой 13 в охлаждающее кольцо 6, располо­ женное над головкой. Складывается рукав с помощью двух щек 5. Кромки сложенного рукава обрезают режущим приспособлением 2, после чего образуются два полотна, которые наматывают на бобины 12 раздельно. Все узлы, обеспечивающие пневматическое растяжение, оттяжку пленки, складывание рукава, обрезку кромок и намотку пленки, входят в устройство, которое принято называть приемным.

На одном и том же червячном прессе можно изготовить разные

изделия. Для производства каждого изделия используются соот­ ветствующие головки и приемные устройства.

Для переработки на червячных прессах пригодны разные поли­ меры с определенными значениями вязкости расплавов (показателей текучести расплава) и не содержащие посторонних включений.

Рис. 45. Схема технологической линии для получения труб:

1 — червячный пресс; 2 — головка; 3 — калибрующее устройство; 4 — ванна для охлаждения; 5 — тянущее устройство; б — режущее устрой­ ство; 7 — устройство для укладки труб.

Трубы получают на агрегате (рис. 45), который состоит из чер­ вячного пресса с трубной головкой, калибрующего устройства, охлаждающей ванны, тянущего и режущего устройств. Расплав полимера выдавливается червячным прессом через трубную головку, горячая труба направляется в специальную насадку, в которой она калибруется и охлаждается. Из калибрующей насадки труба оття­ гивается в ванну, в которой она дополнительно охлаждается и затем разрезается на отрезки заданной длины.

Для получения листов служит агрегат (рис. 46), состоящий иа червячного пресса с плоскощелевой головкой, гладильных валков, которые полируют поверхность листа, рольганга, на котором лист охлаждается окружающим воздухом, тянущих валков, режущего устройства и укладчика листов.

ФОРМОВАНИ Е ИЗДЕЛИ Й ИЗ ЛИСТОВ

Изделия из нагретых листов формуют путем их вытяжки и прижима к поверхности формы. Многие изделия экономически целесообразно изготовлять этим методом, а крупногабаритные изделия с небольшой толщиной стенок изготовляют только этим