книги / Материалы на основе ненасыщенных полиэфиров

вентиляции. При помощи пневмоустановок необходимо не только удалять стружку, но и улавливать пыль в ме­ стах ее возникновения. При механической обработке по­ лиэфирных материалов предпочтительнее применять рез­ цы из твердых сплавов группы ВК по сравнению со спла­ вами групп ТК и ТТК.

Результаты проведенных исследований по обработке

сплавов группы ВК с различным содержанием кобальта (ВК-3, ВК-4, ВК-6, ВК-8, ВК-Ю) наибольшая стойкость отмечена при использовании резцов, оснащенных плас­ тинками из ВК-6, что .более чем в 4 раза превышает срок службы твердосплавных резцов из ВК-8. Стойкость рез­ цов, оснащенных пластинками из мелкозернистых твер­ дых сплавов ВК6М и ВК60М, в 7—9 раз превосходит стойкость инструмента из ВК-8. Стойкость резцов из быстрорежущей стали Р18 в 2—3. раза меньше, чем из ВК-8 и вольфрамовых сплавов КНТ-20 и ТН-20.

Стойкость резцов из быстрорежущей стали можно по­ высить нитроцементацией, нанесением тонкого поверх­ ностного слоя карбонитридов на установках «Булат» [204]. Для каждого обрабатываемого материала имеет­ ся диапазон скоростей резания, в которых шероховатость обрабатываемой поверхности будет минимальной или максимальной [206].

С увеличением скорости подачи возрастает величина микронеровностей поверхности при обработке изделий из пластмасс всех марок, причем характер этой зависимости для всех пластмасс примерно одинаков. Минимальная шероховатость поверхности получается при подаче не выше 0,2—0,25 мм/об, а при 0,3—0,5 мм/об наблюдается резкое увеличение высоты микронеровностей, поэтому

такие подачи могут быть рекомендованы при черновом точении [207].

Шероховатость обработанной поверхности зависит также от геометрических параметров инструмента. Наи­ меньшая шероховатость получена при точении резцами с передним углом у = —5±20°, задним а = 1 5 —25°, глав­ ным углом в плане р =30—60° и вспомогательным около

пластиков толщиной до 30 мм наибольшая производи­ тельность обработки отмечена при использовании алмаз­ ных кругов, оснащенных синтетическими алмазами АСВ и АСК на связках М1 и Э1, зернистостью 400/315 или 250/200. Рекомендуемая скорость резания о = 60—65 м/с, подача 5 = 6000—7000 мм/мин. Величину подачи можно выбрать по табл. 3.3 в зависимости от толщины разрезае­ мого изделия (листа, стержня).

Если круг при разрезании стеклопластиков работает без охлаждения жидкостью, новый алмазный инструмент перед началом работы необходимо вскрыть, вытравливая слой связки на глубину 0,25—0,5 толщины зерна 50 %- ным раствором азотной кислоты. Если круг работает с применением охлаждающей жидкости, его предваритель­ ного вскрытия не требуется [204]. Стойкость алмазных кругов составляет около 50 ч, а с применением охлаж­ дающей среды она увеличивается примерно в 2 раза. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) сле­ дует применять чистую воду, 3%-ный раствор кальцини­ рованной соды в воде и масляную эмульсию. Подавать СОЖ лучше всего распылением, расход жидкости, пода­ ваемой при давлении воздуха 0,2 МПа, составляет 0,6— 0,7 м/мин. Технологические параметры механической об­ работки и применяемого оборудования рассмотрены в ра­ ботах [204, 207, 208].

Для шлифования пластмасс наиболее пригодны кар­ борундовые круги средней твердости на керамической или

чистовой. Часто применяют также шлифовальную шкур­ ку с теми нее размерами зерен абразива. Окончательную

2400 м/мин. Усилие прижима не должно превышать 0,05—

0,1 МПа. Для композиционных материалов с органиче­ скими наполнителями время контакта при шлифовке с обрабатываемой поверхностью не должно превышать 0,7— 1,2 с.

Разработаны специальные абразивные круги, которые позволяют повысить производительность шлифования пластмасс. В качестве абразивного материала в них ис­ пользовано раздробленное (оконное, тарное) стекло, а в качестве связки — бакелитовая смола. Разработаны ре­ цептура и технология изготовления таких кругов зерни­ стостью 32, 40, 50, 63, 80. Абразивные круги из стеклян­ ных зерен способны самозатачиваться в процессе шли­ фования. Объясняется это тем, что зерна из стекла имеют худшие механические характеристики, чем электрокоруид и карбид кремния, и легко разрушаются вследствие откалывания от зерен небольших частиц и выкрашивания затупившихся зерен. Вместо них в работу вступают новые обнажившиеся зерна, и режущие свой­ ства круга поддерживаются на протяжении всего перио­ да стойкости.

Внедрение стеклянных абразивных кругов в производ­ ство показало, что они по стойкости превосходят метал­ лообрабатывающие в 10—20 раз и дают более низкую шероховатость поверхности [204, 209]. Для получения по­ верхностей особо высокого качества или придания им стойкости к окружающей среде применяют полирование, которое придает изделию товарный вид. Полирование производят на полировальных кругах или в барабанах диаметром 500—700 мм, причем используют мягкие и твердые круги. При работе с твердыми кругами из вой­ лока и фетра исправляют глубокие* дефекты-риски, ца­ рапины, штрихи и т. п. Составляются эти круги из двух прокладочных дисков на каждые три рабочих диска, а их толщина равна 60— 100 мм.

При работе с мягкими полировальными кругами дета­ ли подвергают окончательному полированию. Полиро­ вальный круг собирают из муслиновых дисков различно­ го диаметра, за каждым диском диаметром 350—450 мм располагаются два диска диаметром 150—200 мм. Самоохлаждение достигается за счет циркуляции воздуха во время работы между большими и прокладочными диска­ ми, которые, как правило, не прошиваются. Жесткость рабочей поверхности таких кругов регулируется путем увеличения или уменьшения числа прокладочных дисков. Частота вращения полировальных кругов и шайб п — = 16,6—25—33,3 с-1. Срок службы полировальных кру­ гов составляет 4200—4800 мин. Круги диаметром менее 150 мм непригодны для работы, их можно использовать в качестве прокладочных дисков.

Рабочие поверхности кругов покрывают полироваль­ ными композициями, основной частью которых являются абразивные материалы — пемза, наждак, карборунд, тре­ пел (инфузорная земля), мел, глина, крокус, оксид хро­ ма и др. Полировальные пасты выпускают с абразивами четырех градаций по дисперсности (четырех цветов). Са­ мое грубое полирование получено при использовании па­ сты с абразивом дисперсностью 60—65 мкм (паста крас­ ного цвета), желтая паста содержит абразив размером 40—45 мкм, зеленая — 30—35 мкм и серая паста, самая тонкая,— 20—25 мкм [152]. В настоящее время разра­ ботано большое количество различных полировальных паст, обеспечивающих эффективность полировки. Ниже приведен состав, мас.%, наиболее часто применяемой шлифовально-полировальной пасты (пасты ГОИ) [210].

Для полировки полиэфирных покрытий и других из­ делий из полиэфирных смол рекомендуется применять пасты № 290 и 291 следующего состава, мас.%:

Для полирования в барабанах полировальные пасты используют на носителях, играющих роль абразивных полирующих инструментов: колышки, кубики, шарики твердых пород, дерева, обрезки сукна, войлока, фетра и другие материалы, пропитанные предварительно полиро­ вальными композициями. При полировке в барабанах •используют пасты следующих составов, мас.’% [211]:

Предлагается полировальная паста, которая легко снимается с полируемой поверхности, не оставляя масля­ ных следов, частиц на кромках деталей. Состав пасты, мас.% [212]:

Для повышения технологических параметров и каче­ ства полирования разработана полировальная паста сле­ дующего состава, мас.% [213]:

Если после полирования на поверхности изделий оста­ ется жирная пленка, то необходимо применять составы для удаления полировальных паст. Составы содержат водные растворы и эмульсии с мягким абразивом, раство­ рители, поверхностно-активные вещества и др. Примером такого состава может служить жидкость МЛТИ, в кото­ рую входят следующие компоненты, мае. ч. [152]:

При составлении рецептур полировальных паст необ­ ходимо учитывать, что при полировании светлоокрашен­ ных изделий в пасту вводят только светлые компоненты, не оставляющие следов на обрабатываемой поверхности, а для восстановления первоначального цвета в местах обработки можно применять цветные пасты. Минималь­ ный припуск на полирование 0,12—0,30 мм [214].

3.5. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ РАБОТЕ С НЕНАСЫЩЕННЫМИ СМОЛАМИ

Хранение полиэфирных смол и инициирующих доба­ вок [15]. Полиэфирные смолы хранят в бочках или би­ донах из стали, алюминия или оцинкованной стали в за­ крытых помещениях при температуре не выше 20 °С, за­ щищая от действия солнечных лучей и влаги. Гарантий­ ный срок хранения составляет обычно 4—6 мес, однако если по истечении данного срока смола удовлетворяет требованиям НТД, ее можно считать пригодной к пере­ работке.

Пожарная опасность полиэфирных смол определяется природой мономера, входящего в их состав. Стирол, яв­ ляющийся компонентом многих смол, легко воспламеня­ ется (температура вспышки 31 °С, температура самовос­ пламенения 490 °С). Нижний предел взрываемости сме­ сей стирола с воздухом 1,1 об.%, верхний 7,5 об.%, температурные пределы взрываемости 27—56 °С.

Для предотвращения пожара необходимо хранить смолы в плотно закупоренной таре; освещение и электро­ оборудование складских помещений должно быть сдела­ но во взрывобезопасном исполнении. Не допускаются на­ личие источников открытого огня и искрообразование. Помещения должны быть снабжены средствами пожаро­ тушения — пенными и углекислотными огнетушителями, песком и т. п.

Перекисные и гидроперекисные инициаторы, являю­ щиеся взрыво- и огнеопасными веществами, хранят в изо­ лированных проветриваемых помещениях при темпера­ туре не выше 25 °С. В сухом состоянии они могут разла­ гаться со взрывом при ударах, растирании, нагревании, соприкосновении с сильными кислотами и восстановите­ лями, например, третичными аминами, нафтенатом ко­ бальта и др. Гипериз, перекиси метилэтилкетона, цикло­ гексанона необходимо хранить в таре из полиэтилена или темного стекла. При этом запрещается использовать резиновые и притертые стеклянные пробки, вместо них применяют завинчивающиеся крышки из полиэтилена или корковые пробки с прокладкой из полиэтиленовой плен­ ки.

Перекись бензоила поставляют и хранят в увлажнен­ ном состоянии (влажность не менее 25%) в стеклянных и керамических емкостях (банки, бутылки) с деревянны­ ми или полиэтиленовыми пробками и крышками. Заморо­ женная увлажненная перекись бензоила также взрыво­ опасна, как и сухая, поэтому в зимнее время необходимо увлажнять ее не водой, а этиловым спиртом.

Не допускается хранение перекисей и гидроперекисей рядом с источниками тепла, а также на солнечном свету. Складское помещение должно отвечать требованиям, предъявляемым к помещениям для хранения огне- и взрывоопасных веществ. Источники электрического осве­ щения располагаются вне помещения. Помещение долж­ но быть чистым, при возникновении пожара следует при­ менять воду и песок.

В лабораториях и производственных помещениях разрешается хранить лишь небольшое количество ини­ циатора. Тара, освобождающаяся из-под перекисей и гидроперекисей, должна тщательно промываться ацето­ ном, водой, содовым раствором или 3%-ным раствором щелочи, после этого тару можно использовать повторно. Категорически запрещается хранить пустую непромы­ тую тару.

Применяемый в качестве ускорителя диметиланилин поставляется в стеклянных бутылках, ускоритель НК— в алюминиевых бидонах и стеклянных бутылях. Ускори­ тели ввиду их горючести и токсичности хранят в отдель­ ных помещениях в условиях, аналогичных условиям хра­ нения полиэфирных смол.

Переработка полиэфирных смол. Ненасыщенные по­ лиэфирные смолы — пожароопасные и токсичные мате­ риалы. Токсичность стиролсодержащих полиэфирных смол обусловлена содержанием в них стирола (25— 40 мас.%), пары которого оказывают наркотическое и сильно раздражающее действие, а также воздействуют на нервную систему, кровь и кроветворные органы. По­ падание стирола или стиролсодержащих смол на кожу может вызвать раздражение и дерматиты. Предельно до­

дит ряд компонентов, которые имеют высокую токсич­ ность. Например, предельно допустимая концентрация паров (в производственных помещениях) гипериза со­

гидрохинона — 4, диметиланилина — 0,2, дибутилфтала-

в помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией. Для достижения в воздухе ПДК стирола 5 мг/м3 при работе со стиролсодержащими смолами необходимо подавать воздуха 2000 м3/ч на 1 м2 поверхности формуемого ма­ териала [217], однако создать такой воздухообмен в

реальных условиях сложно. Кроме того, при увеличении скорости потока воздуха сильно повышается скорость

формовании стеклопластиков содержание стирола в воз­

ряется в течение первых 30 мин отверждения при 100 °С и в течение 4—5 ч отверждения при 20—22 °С [220].

Для расчета вентиляции воздухообмен Ь (м3/ч) при выделении органических растворителей из раствора по­ лимеров определяют по формуле

1 = 0(К,-Кг),

лей в приточном воздухе, г/м3.

Кроме общей необходимо устанавливать местную вентиляцию в местах наибольшей концентрации токсич­ ных летучих веществ (прессы, сушильные шкафы, участ­ ки для контактного формования, свободной заливки и т. д .). При этом рекомендуется отсасывать стирол в ниж­ ней части рабочего помещения, так как его пары тяже­ лее воздуха.

При работе с полиэфирными смолами следует поль­ зоваться спецодеждой (халаты, комбинезоны, фартуки и др.), резиновыми, полиэтиленовыми или поливинилхло­ ридными перчатками или специальными защитными смазками на основе поливинилового спирта или казеи­ на. Рекомендуется применять для защиты кожных покровов пасты, мази, кремы (типа мази Селиского и ИЭР-1). Составы, мае. ч., некоторых рекомендуемых за­ щитных паст приведены ниже [15, 222].

Пасту наносят на руки, выдерживают несколько ми­ нут до высыхания, после чего на коже образуется защит­ ная пленка. После окончания работы ее смывают водой. При попадании смолы на незащищенные участки кожи необходимо удалить ее тампоном, а затем промыть этот участок кожи теплой водой с мылом или 5%-ным раст­ вором соды и смазать кремом. Перекиси оказывают рез­ кое раздражающее действие на кожу и слизистую обо­ лочку и могут вызывать ожоги, поэтому пораженное ме­ сто следует обрабатывать спиртом или сильной струей воды. При попадании перекиси в глаза их промывают водой и 5%-ным раствором соды и обращаются к врачу.

Цех по переработке полиэфирных смол должен отве­ чать требованиям, предъявляемым к взрыво- и пожаро­ опасным помещениям: они снабжаются средствами по­ жаротушения, взрывобезопасными электрооборудова­ нием и осветительной аппаратурой. Запрещается работа с инструментом, который может вызвать искрение при