44. . Анализ процессов переработки с позиций элементарных стадий (модулей).Их значение для новых технологий и модернизации существующих.

Технология переработки полимеров традиционно рассматривается как сумма наиболее распространенных технологических процессов: смешения и диспергирования, экструзии, литья под давлением, формования раздувом, каландрования, ротационного формования, прессования и т.п.

Новый предложенный метод анализа позволяет выявить внутреннюю структуру и физическую общность существующих процессов. Это дает возможность:

1) четко определить универсальные элементарные стадии (модули), на которые можно разложить все технологические процессы;

2) создавать новые технологические процессы, разным образом комбинируя элементарные стадии (модулей).

Основными модулями являются: подготовка расплава с модификацией свойств при введении добавок, формование и калибрование (формообразование) изделия, модификация его свойств при вытяжке и термообработке.

Конечно, определяющим модулем при выборе технологии переработки полимеров является формование изделия, при котором создается его конфигурация и размеры. В тех случаях, случаях, когда можно использовать несколько различных методов, учитываются экономические факторы. Все многообразие формования, применяемых в промышленности переработки пластмасс, можно свести к следующим основным группам:

1) каландрование и нанесение покрытий;

2) экструзионное формование;

3) формование оболочек на пуансонах и матрицах;

4) формование в формах литьем под давлением и заливкой;

5) вторичное формование.

Первая группа способов формования – это непрерывные традиционные процессы.

Экструзионное формование, являющееся наиболее важным промышленным методом, включает в себя все возможные способы формования, которые сводятся к продавливанию расплава через фильеру. К этой группе относится формование волокна из расплава, экструзия пленок и листов, труб, шлангов и профилей, нанесение изоляции на провода и кабели. Все методы формования, входящие в эту группу, также являются непрерывными процессами в отличие от методов, относящихся к трем последним группам, которые носят периодический характер.

Формование оболочек охватывает такие методы, как макание, напыление порошков и ротационное формование.

Следующая группа включает процессы литья, прессования и заливки. Все они состоят, по существу, в заполнении полости пресс-формы термопластичным или термореактивным полимером.

Наконец, вторичное формование состоит в формовании изделий из предварительно отформованного полимера. К этой группе относится термоформование, раздув.

Существует пять четко определяемых элементарных стадий:

2. перемещение сыпучего материала;

3. плавление;

4. создание давления и перекачивание;

5. смешение;

6. дегазация и разделение.

45. Формування заготовок виробів з пластмас. Соекструзія заготовок виробів.

Прессование. В формах для прессования (пресс-формах) получают изделия массой от нескольких граммов до 5 – 10 килограммов, простой и сложной конфигурации, с металлической арматурой, мало- и крупногабаритные, плоские и объемные, т.е. очень разнообразные.

Пресс-формы должны обеспечить: перевод массы в вязкотекучее состояние; деформирование массы и придание ей требуемой конфигурации (соответствующей полости, образующейся в замкнутой форме); фиксацию этой конфигурации, т.е. изделия; извлечение, удаление отпрессованного изделия из рабочей зоны.

В пресс-формах изготавливают изделия практически из всех видов реактопластов, резиновых смесей, сравнительно редко – из термопластов. В последнем случае для фиксации конфигурации и затвердевания изделия формы охлаждают. Во всех других случаях пресс-формы только нагревают, и деформирование массы, отверждение расплава реактопласта (или вулканизация резиновой смеси) в полости формы происходит под воздействием высокой температуры, причем к тепловым потокам от внешних источников тепла добавляется небольшое количество теплоты экзотермических химических реакций, происходящих в термореактивных полимерных материалах при их превращениях. Отверждение, создание твердой, жесткой, неплавкой, необратимой структуры материала во всем объеме изделия окончательно фиксирует его конфигурацию, позволяет извлекать изделие без повреждений.

Литье под давлением. Формы для литья под давлением изделий из полимерных материалов относятся к самым распространенным сейчас и к весьма перспективным в будущем. В этих формах, устанавливаемых на универсальных или специализированных литьевых машинах-автоматах, получают изделия практически из всех термопластов, а также из многих марок порошкообразных и гранулированных реактопластов, резиновых смесей. В формах для литья под давлением получают разнообразные изделия – от простейших до особо сложных и высокоточных. Обеспечение заданных требований, предъявляемых к изделию (в отношении структуры материала, величины и характера распределения внутренних напряжений, прочностных и деформационных свойств, точности размеров и геометрической формы), зачастую оказывается трудной проблемой, компромиссное рациональное решение которой зависит от глубокого знания особенностей литья под давлением конкретного материала, полного учета свойств материала в исходном состоянии и при переработке, максимального согласования технических возможностей литьевых машин-автоматов и конкретных форм для литья под давлением.

При анализе работы форм для литья под давлением термопластов целесообразно выделить следующие четыре стадии: заполнение закрытой, замкнутой формы расплавом (впрыск расплава); подпитка внутренней полости расплавом, дополнительно поступающим по специальным транспортным путям (литниковой системе); охлаждение массы отливки закрытой, замкнутой форме после снятия давления литья (охлаждение без давления); извлечение отливки (изделия) из разомкнутой формы.

От условий проведения стадии заполнения формы расплавом зависит появление недоливов, перегрев расплава; от условий Проведения подпитки зависит появление облоя, величина объемной усадки. На этих стадиях цикла литья под давлением окончательно фиксируется ориентация материала и связанные с ней внутренние напряжения, усадка и коробление отливок.

Соекструзія

. Соэкструзия

Соэкструзионную технологию применяют для расширения эксплуатационных возможностей погонажных изделий путем совмещения в них полимерных материалов с различными индивидуальными свойствами.

Соэкструзия осуществляется раздельной пластикацией полимерных компонентов в одночервячных экструдерах с последующим соединением потоков расплавов различных полимеров в формующей головке. Таким образом, определяющей частью технологии соэкструзии являются процессы, происходящие в формующей головке. Все действия с экструдатом после его выхода из формующей головки (раздув, ориентация и др.) осуществляются по конкретным и достаточно традиционным технологиям.

Естественно, что поскольку используемые в соэкструзии материалы имеют различные температуры плавления и отличаются по реологическим и теплофизическим характеристикам, то они пластицируются в своих оптимальных режимах, и подаются в головку, температура которой устанавливается по материалу с наиболее высокой температурой переработки. При этом очевидно, что, во-первых, сохранение расплавом в формующей головке требуемой слоистой организации будет определяться разной послойной вязкостью расплавов и, во-вторых, все используемые полимеры должны быть термостабильными при выбранной температуре переработки.