Основные методы переработки полимерных материалов

Глава 6. Методы переработки полимерных материалов

Изготовление изделий из полимерных материалов (ПМ) осуществляется различными методами. В зависимости от состояния полимера (связующего) при формовании изделий, метода переработки ПМ можно разделить на несколько групп:

· переработка в ВТС − формование изделий из литьевых и прессовочных композиций литьем под давлением, экструзией, каландрированием, горячим прессованием;

· переработка в БЭС − формование изделий из подогретых листов и труб пневматическими методами (вакуум-формованием, раздуванием, выдуванием) и горячим штампованием;

· переработка в твердом состоянии − механическая обработка на станках (вырубное штампование, вырезание, вытачивание, высверливание и др.);

· изготовление изделий непосредственно из жидкого мономера. Его применяют при изготовлении листов полиметилметакрилата (органическое стекло) полимеризацией мономера непосредственно в плоской форме. Таким же способом получают пенополиуретан, прочие методы переработки − сварку, спекание, склеивание.

Выбор метода переработки обусловлен конструкцией изделия и характером изменений ПМ при нагревании. Так, термопласты могут быть переработаны любым методом пластической деформации, а реактопласты в основном методом горячего прессования.

Основные методы переработки полимерных материалов

Рассмотрим кратко основные методы переработки полимерных материалов.

Литье под давлением

Переработка термопластов литьем под давлением осуществляется на специальных литьевых машинах. Оформление изделий производится в холодных формах, которые не нужно периодически подогревать, так как отвердевание ПМ происходит благодаря охлаждению.

Принцип изготовления изделий литьем под давлением показан на рис. 6.1.

ПМ в виде порошка или гранул загружается через бункер в нагретый цилиндр литьевой машины, переходит в нем в ВТС и с помощью плунжера передавливается через сопло в холодную форму, периодически присоединяемую к соплу литьевой машины. Заполнив форму, термопластичная масса охлаждается и затвердевает, приобретая очертания формы. Готовое изделие извлекают из формы выталкивателем. Для ускорения раздавления ПМ внутрь цилиндра вставляют металлическую торпеду с электрическим обогревом. Применяются одно- и многозвездные формы.

Рис. 6.1. Схема изготовления изделий из термопластов литьем под давлением

Экструзия

Процесс формования экструзией широко применяются для переработки термопластов в ленты, трубки, пленки, листы, а также для покрытия проводов. По принципу действия сходен с литьем под давлением. На рис. 6.2 показана схема работы экструдера.

Твердый полимерный материал (в виде порошка или гранул) поступает в экструдер через бункер, разогревается в цилиндре и в виде вязкой массы непрерывно выдавливается шнеком через сопло, имеющее различные профили. При прохождении через сопло и выходе из него ПМ охлаждается и затвердевает в виде профильных изделии (с сечением сопла).

Пленки и листы из ПМ изготовляют методом экструзии через щель. Широкую тонкую пленку часто получают выдуванием.

Рис. 6.2. Схема работы экструдера

Выдувное формование

На рис. 7.3 показана схема выдувания полых изделий.

Рис. 6.3. Схема выдувания полых изделий из термопласта:

1 − форма; 2 − нагретая пластмасса, экструдируемая через форму; 3 − введение воздуха внутрь нагретой пластмассы; 4 − пластмасса, раздутая соответственно размерам формы; 5 − готовое изделие

Сначала на экструдере выдавливанием изготовляют трубки требуемого сечения, а затем отрезки труб раздуваются в форме, составленной из двух половин (рис. 6.3). На боковых поверхностях таких изделий обычно заметны следы от мест соединения разъемных частей форм. Шов (сварной) имеется лишь в нижней части изделия.