Работа 9. Изготовление изделий из полиэтилена низкого давления (высокой плотности) методом литья под давлением

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: испытать на пластичность полиэтилен низкого давления; изготовить изделие из полиэтилена методом литья под давлением.

ПРИБОРЫ И ПОСУДА:пластометрПСМ-2, литьевая машина.

РЕАКТИВЫ: полиэтилен низкого давления (гранулированный) марки «литьевой».

Методика работы

Для полиэтилена высокой плотности, так же как и для полиэтилена низкой плотности, метод литья под давлением является одним из основных методов переработки его в изделия.

К

36

роме литья под давлением большое применение нашли методы изготовления изделий экструзией и прессованием. По этим основным методам переработки полиэтиленвысокой плотности делится на следующие три марки: литьевой, экструзионный и прессовочный. Наиболее важным показателем, который позволяет отнести полиэтилен к той или иной марке, является характеристическая вязкость, определяемая в растворе декалина при 135 °С, в среде азота, свободного от примесей. Показателем марки полиэтилена низкого давления может являться также его пластичность.

Испытание на пластичность производится на сжимающем пластомере типа ПСМ-2 и является наиболее быстрым методом определения принадлежности полиэтилена к той или иной марке. При определении пластичности таблетка полиэтилена диаметром 16 и толщиной 5 мм предварительно прогревается при 140 ⁰С в течение 10 мин, а затем подвергается давлению груза 5 кг в течение 10 мин. Уменьшение высоты таблетки по отношению к первоначальной, выраженное в процентах, и есть показатель пластичности материала.

В табл. 7 приведена характеристическая вязкость и пластичность полиэтилена различных марок.

Таблица7 Характеристическая вязкость и пластичность полиэтилена различных марок

Марки полиэтилена низкого давления	Характеристическая вязкость	Пластичность, %
Литьевой	1,0–3,3	97–69
Экструзионный	2,6–5,1	79–58
Прессовочный	3,6–6,5	66–48

Величине характеристической вязкости соответствуют определенные значения средневесовой молекулярной массы полиэтилена низкого давления. Зная характеристическую вязкость, можно судить о значении средневесовой молекулярной массы полиэтилена низкого давления. Зависимость характеристической вязкости от значения средневесовой молекулярной массы полиэтилена низкого давления приведена в табл. 8.

Таблица 8. Зависимость характеристической вязкости от значения средневесовой молекулярной массы полиэтилена низкого давления

Характеристическая вязкость	Средневесовая молекулярная масса
1,0	59 900
2,0	180 000
3,0	340 000
4,0	540 000
5,0	774 000

К

37

ак видно из табл. 8, для литья под давлением пригоден не всякий полиэтилен низкого давления, а только определенной марки (литьевой), отвечающий определенной молекулярной массе (характеристической вязкости). Полиэтилен с характеристической вязкостью 1,0÷2,3 обладает наилучшими литьевыми свойствами. Полиэтилен с характеристической вязкостью более 3,3 может перерабатываться на литьевых машинах при температуре материального цилиндра 270–350 ⁰С. Однако при этих температурах создается опасность разложения полимера, вследствие чего трудно получить изделия с хорошей поверхностью.

Хорошие литьевые свойства полиэтилена зависят также от его полимолекулярности. Большое количество высокомолекулярных фракций требует значительного повышения температуры материала при литье.

Литье полиэтилена низкого давления производится аналогично литью полиэтилена высокого давления на лабораторной литьевой машине лишь с некоторой разницей в температурном режиме литья. Температура литья устанавливается от 200–270 °С в зависимости от молекулярной массы (характеристической вязкости) полиэтилена и размеров литьевых каналов.

В табл. 9 приведены примерные температуры литья для полиэтилена с различной характеристической вязкостью.

Таблица 9. Примерные температуры литья для полиэтилена с различной характеристической вязкостью

Характеристическая вязкость	Температура литья под давлением, 0С
1,3	170–180
1,7	200–205
2,8	210–220
3,7	310

На внешний вид изделия большое влияние оказывает температура формы. Понижение температуры формы увеличивает усадочные дефекты и ухудшает внешний вид изделия. Оптимальная температура формы каждый раз должна устанавливаться экспериментально.

Для полиэтилена с характеристической вязкостью 1,2–2,2 и с циклом литья от 40 до 90 с температура пресс-формы должна поддерживаться 50–70 ⁰С в зависимости от конфигурации и толщины стенок изделия, сечения и формы литинговых каналов.

Удельное давление при литье полиэтилена низкого давления не превышает 100 МПа, что вполне обеспечивается литьевыми машинами обычного типа. Для литья полиэтилена высокой плотности должен применяться только гранулированный полиэтилен, так как при этом достигается точность дозировки на автоматических литьевых машинах и получаются изделия высокого качества.

П

38

РИМЕЧАНИЕ. В случае применения порошкообразного полиэтилена переработка его затрудняется из-за попадания большого количества воздуха.

ЗАДАНИЕ. Сформовать изделия различной конфигурации. Определить усадку при охлаждении. Сравнить режимы переработки ПЭНД и ПЭВД.