41. Класифікація методів переробки пластмас та іх загальна характеристика.

Выбор метода изготовления изделий обусловлен видом полимера, его исходным состоянием, а также конфигурацией и габаритами изделия.

Разнообразие методов требует определенной классификации.

Используя принцип объединения технологических процессов в группы Мак-Келви и расширяя схему Ван-Кревелена, Бортников В.Г. предлагает более детально классифицировать все существующие методы с учетом исходного состояния полимерных материалов, их состава, а также разновидностей физико-химических процессов, протекающих при формообразовании изделий (рис. 11.1).

В первую группу объединены такие методы, как экструзия, каландрование, литье под давлением, получение пустотелых изделий, поскольку в процессе формообразования изделия протекают одинаковые физические превращения. Формообразование изделий в данном случае осуществляется за счет деформации полимера, находящегося в вязкотекучем состоянии, с последующим охлаждением расплава. Все эти процессы описываются закономерностями течения неньютоновских вязкоупругих жидкостей, а также кристаллизацией или стеклованием полимеров. В качестве исходного сырья используются гранулированные композиции на основе термопластов, однако для экструзии и каландрования допускается применение порошкообразных композиций после сухого смешения или расплавов после вальцевания. Вторая группа методов переработки (ротационное формование, напыление, окунание, спекание) имеет общие диффузионно-адгезионные процессы. В данном случае изделия изготовляются преимущественно из порошкообразной массы или пасты с последующим спеканием. В самостоятельные группы объединены такие технологические процессы, как получение изделий из раствора (полив пленок, формование волокна, шпредингование) – 3-я группа; изготовление изделий вспениванием полимерных композиций – 4-ая группа; а также полимеризацией мономера или жидкого форполимера в формах – 5-я группа.

Для всех процессов последней пятой группы характерны общие закономерности протекания реакций полимеризации или поликонденсации. Мономер смешивают с инициатором или катализатором, заливают в жидком виде в форму, где вследствие химической реакции происходит образование полимера. Методом полимеризации мономеров в формах получают листовые материалы, а также изделия различной конфигурации, например, из полиметилметакрилата и капролона. Такими методами, как ориентация, термоформование и штампование перерабатывают преимущественно листовые и пленочные материалы в высокоэластическом состоянии, которые получают каландрованием или экструзией. Для этих методов характерна деформация полимера при растяжении, процессы рекристаллизация и ориентации, поэтому они объединены в 6-ю группу.

Изделия, полученные различными методами, подвергают доработке: механической и термической обработке, декоративной отделке, сварке, склеиванию и т. д. Все эти виды обработки основаны на различных физических или химических процессах и могут быть объединены в одну группу лишь условно как отделочные операции.

Аналогично составлена классификация методов переработки термореактивных материалов (рис. 11.2). В данном случае изготовление изделий может осуществляться из композиционных пресс-материалов или из отдельных компонентов (жидких полимеров, наполнителей, армирующих материалов). Во всех методах 7-й группы формообразование изделия (придание композиции необходимой конфигурации) осуществляется за счет сдвигового течения пресс-материала, находящегося в вязкотекучем состоянии, с последующим отверждением связующего и переходом его в неплавкое и нерастворимое состояние. Данные процессы объединены в одну группу, так как имеют общие физико-химические признаки: вязкое течение неньютоновской жидкости и химическая реакция отверждения связующего.

В самостоятельную группу объединены такие методы, как контактное формование, прессование стеклотекстолита и гетинакса, формование намоткой и т. д. В этих методах формообразование изделий осуществляется в результате придания определенной конфигурации армирующим материалам, пропитанным жидкими связующими, и последующего отверждения. Можно применять и пропитку армирующих материалов полимером после укладки их в форму. Во всех этих методах происходит течение вязкой жидкости через пористый слой (стеклоткань, бумагу, стекловолокнистую массу) и химическая реакция отверждения связующего.

В 9-ю группу включены методы, предназначенные для изготовления изделий из вспенивающихся термореактивных композиций. Характерной особенностью этих методов является то, что процесс порообразования и химическая реакция отверждения протекают одновременно.

Изделия, изготовленные из термореактивных материалов, также подвергают дополнительной обработке, однако она несколько отличается от обработки деталей из термопластов, что должно быть учтено при описании технологического процесса.

Представленная классификация, вероятно, не лишена недостатков, однако использование ее в значительной степени облегчает методическое распределение материала для различных технологических процессов по лекциям в определенной последовательности. Из этой классификации следует, что теоретические основы процессов целесообразнее рассматривать для групп методов с учетом их физико-химических закономерностей, а затем описывать технологию.