Лекція №25

Навчальні питання:

1. Виробництво деталей із пластмас.

2. Класифікація, властивості і призначення пластмас.

3. Методи переробки пластмас.

Навчальне питання 1. Виробництво деталей із пластмас.

Короткі відомості про полімефи. Пластмасами називають матеріали на основі природних або синтетичних високомолекулярних сполук, які можна під дією нагрівання і тиску перероб­ляти у вироби, причому останні зберігають надану їм форму.

Пластмаси мають ряд цінних властивостей. Найголовніші з них такі: мала густина — від 940 до 1500, рідше до 2 300 кг/м³ (0,94—1, рідше до 2,3 г/см⁸); високі діелектричні властивості і стійкість проти корозії; низька теплопровідність; антифрикцій­ні властивості в одних і фрикційні властивості в інших пласт­мас; значна механічна міцність у волокнистих і шаруватих пласт­мас; цінні декоративні властивості; високі технологічні власти­вості, що дають змогу виготовляти вироби високопродуктивними методами (без знімання стружки).

Пластмаси мають і недоліки. Деякі пластмаси розм’якають і деформуються при нагріванні, а при низьких температурах стають крихкими. Більшість пластмас мають низьку теплостій­кість, що не перевищує 100—120° С. Деякі пластмаси інтенсивно вбирають вологу (набухають). Багато які пластмаси змінюють свої властивості під впливом атмосферних, температурних і хі­мічних факторів (старіють); при цьому в них зменшується ела­стичність, виникають жорсткість і крихкість, знижується меха­нічна міцність.

Структура молекул полімерів. Основою (зв’язуючою речо­виною) пластмас є високомолекулярні сполуки — полімери. Більша частина полімерів перебуває в аморфному стані. Такі полімери називаються смолами. У виробництві пластмас зви­чайно застосовують синтетичні і рідше — природні смоли.

Для добування синтетичних смол використовують речовини, що складаються з простих молекул-мономерів (наприклад ети­лен СН₂=СН₂ з молекулярною вагою 28). У високомолекуляр- них сполуках (полімерах) з окремих мономерів утворюються складні макромолекули. Це такі полімери, як, наприклад, полі­етилен (С₂Нч) п» молекулярна вага якого може досягати десятків тисяч. Збільшення молекулярної ваги сполук одного ряду пов’я­зане з підвищенням температури плавлення і кипіння, а також із зменшенням розчинності і леткості.

За формою макромолекул полімери по­діляють на лінійні (рис. 191, а), розгалу­жені (рис. 191,б) і сітчасті (рис. 191, в).

Полімери бувають аморфні (полістирол, вініпласт та ін.) і такі, що кристалізуються, які складаються з аморфної і кристалічної фаз (поліаміди, поліформальдегід та ін.).

Наявність аморфної фази зменшує жорст­кість полімеру, надає йому еластичності. Полімери з розвинутою сітчастою структу­рою практично не кристалізуються.

Термопластичні і термореактивні полі­мери. Залежно від поведінки смол при на­гріванні пластмаси, вироблені на їх основі, поділяються на термопластичні і термореак­тивні.

Термопластичні пластмаси при багаторазовому нагріванні і охолоджу­ванні зберігають здатність розм’якати, пла­витись і знову затвердівати.

Термореактивні пластмаси при нагріванні роз­плавляються і при певній температурі затвердівають внаслідок утворення складних тривимірних молекул; повторне нагрівання не повертає їм здатності плавитись.

Склад пластмас. Крім смоли, пластмаси можуть містити до 40—70% наповнювачів, пластифікатори та інші добавки.

Наповнювачами є порошкові, волокнисті і листові ма­теріали. Вони зміцнюють і здешевлюють пластмасу, а також на­дають їй певних фізико-механічних і технологічних властивостей. Велика група полімерів (наприклад прозорих) наповнювача не має.

Пластифікаторами називаються малолеткі низько­молекулярні речовини (гліцерин, парафінове масло та ін.), які вводять до складу пластмас, щоб підвищити їх пластичність і еластичність.

Крім названих компонентів, до складу пластмас можуть вхо­дити різні добавки: стабілізатори, що гальмують руй­нування (старіння) полімеру під дією світла, підвищеної тем­ператури та інших факторів (сажа, сполуки олова і свинцю та ін.); каталізатори, що прискорюють затвердіння пласт­мас (наприклад, для фенолформальдегідної смоли каталізато­ром є уротропін); мастильні речовини, що полегшують пресування пластмас і перешкоджають прилипанню їх до стінок прес-форми (стеарин, віск та ін.); барвники, що забарвлюють пластмасу в різні кольори (вохра, крон, сурик та ін.).

Навчальне питання 2. Класифікація, властивості і призначення пластмас.

Останнім часом почали застосовувати кілька тисяч пластмас, що відрізняються одна від одної складом і властивостями.

Пластмаси, що використовують як конструкційні матеріали, звичайно класифікують за видом наповнювачів. За цією ознакою їх поділяють на пластмаси без наповнювачів, з наповнювачами — порошковими, волокнистими і шаруватими, а також газо- наповнені полімерні матеріали.

Пластмаси без наповнювачів — це здебільшого термопластичні полімери. Випускають їх у вигляді порошків і гранул, що використовуються для виготовлення різних деталей і напівфаб­рикатів. Іноді до складу цих пластмас вводять невеликі кількості наповнювачів, щоб надати їм спеціальних фізичних або меха­нічних властивостей.

Поліетилен (— СНа — СН₂ —)_п — білий, жирний на до­тик матеріал, що злегка просвічується, легко ріжеться ножем; він має густину 920—960 кг/м³ (0,92—0,96 г/см³). Теплостійкість поліетилену — 110—120° С, морозостійкість — до —70° С. Полі­етилен стійкий проти дії лугів, розчинів солей і сильних кислот низької концентрації.

£ поліетилену виготовляють деталі арматури і сантехніки, труби, стержні, листи, плівку та ін. Поліетиленом ізолюють елек­тричні проводи і кабель. З нього виготовляють бутлі, балони, плащі; з волокон поліетилену виготовляють водонепроникний одяг, морські канати та ін.

Поліпропілен [— СН₂ — СН (СН₃) —]_п має вищу міц­ність і більшу теплостійкість (до 140° С), ніж поліетилен, але його морозостійкість нижча (до —5°, —15°). Поліпропілен — хороший діелектрик. Це водостійкий і хімічно стійкий матеріал. З нього виготовляють плівки, труби для гарячої води, місткості для збе­рігання агресивних рідин, волокна та ін.

Вініпласти — полімери хлористого вінілу СНа=СНС1. Вони мають ще назву полівінілхлорид (поліхлорвініл), що скорочено позначається ПВХ. Робоча температура вініпластів не перевищує 60—70° С. Вони стійкі проти мінеральних кислот і лугів, у воді — набухають.

З твердого полівінілхлориду виготовляють труби і листовий матеріал. З листів ПВХ зварюють деталі устаткування для ро­боти в агресивних середовищах, замінюючи свинець, мідь, брон­зу, алюміній і нержавіючу сталь.

Пластикат ПВХ використовують для оболонок електричних кабелів, липкої ізоляційної стрічки і т. п.

Полістирол [—СН₂ —СН (СвН₅)—]_п — Це пластик, що має високі водостійкість і діелектричні властивості. Він стій­кий проти дії мінеральних кислот, лугів, спиртів, не руйнується азотною кислотою. До недоліків слід віднести: горючість, невисоку теплостійкість (до 95^е С); полістирол порівняно крихкий і швидко старіє.

З полістиролу виготовляють деталі технічного і побутового призначення, деталі засобів зв’язку і радіоапаратів, поліграфіянні шрифти, плівки і труби.

Фторопласти — похідні етилену (СН₂—СН₂), де атоми водню заміщені атомами фтору.

Фтороплас т- 3 (— СPа — СРС1 —)_п — напівпрозорий ро­гоподібний матеріал. Його хімічна стійкість вища, ніж інших полімерів. Температура плавлення дорівнює 210° С. З фторопла- сту-3 виготовляють деталі насосів, лічильників, арматури, клапа­ни, мембрани, діафрагми. Його використовують також як низь­кочастотний діелектрик.

Фторопласт-4 (—СРа— СРа—)_п — пухкий порошок, що перетворюється при холодному пресуванні в тверді таблетки, з яких виготовляють різні виробні Фторопласт-4 не розчиняється в жодному розчиннику. Він стійкий проти дії концентрованих кислот і лугів. За хімічною стійкістю в ряді середовищ не посту­пається перед золотом і платиною. Він може працювати в інтер­валі температур —190°— + 250°. Фторрпласт-4 негорючий, не

гігроскопічний; він є одним з кращих діелектриків, має низький коефіцієнт тертя, малу твердість. З фторопласту-4 виготовляють ущільнювальні прокладки, хімічно стійкі труби, крани, електро і радіотехнічні вироби (ізолювальні плівки, диски, кільця), мем­брани, фільтри, плівки, волокна та ін.

Полі акрилати, виробляють на основі похідних акрило­вої і метакрилової кислот.

З твердих поліакрилатів найбільше значення має поліметилакрилат-органічне скло [— СН₂ — С (СН₃) — СООСН₃]_п — яке є замінником звичайного силікатного скла; воно еластичне і легше, ніж звичайне скло, більш прозоре, про­пускає ультрафіолетові промені. Органічне скло має високі ді­електричні властивості, масло-бензо-водостійке, стійке проти дії розбавлених лугів, кислот, солей, але розчиняється у вугле­воднях, набухає,в спиртах, мало термостійке (до 80°С) і недо­статньо тверде, внаслідок чого легко пошкоджується від меха­нічної дії.

Органічне скло використовують для скління літаків, автома­шин і вагЬнів, в оптичній і годинниковій промисловості, у світло­техніці. З нього виготовляють посуд, люстри і т. п., а в хіміч­ному машинобудуванні — труби, посудини, оглядові стекла апа­ратів.

Полікарбонати — полімерні ефіри вуглекислоти і дифенолів, які мають кристалічність 30—70%; робоча температура — від—100° до 130º С. Полікарбонати атмосферо- і водостійкі, а також стійкі проти дії розбавлених кислот, розчинів солей, роз­кислювачів, мастильних масел, вуглеводнів, але руйнуються лу­гами, бензолом, ацетоном. З полікарбонатів виготовляють шестірні, деталі підшипників, авто і радіодеталі, плівки, деталі електроапаратури.

Поліамідні смоли (капрон, нейлон, енант) знайшли широке застосування у виробництві синтетичних волокон і мен­шою мірою — як конструкційні пластмаси. При нагріванні вони мають добру рідкотекучість, здатність до кристалізації, а при кімнатній температурі — високу стійкість проти стирання, низь­кий коефіцієнт тертя.

Загальна формула поліамідів — NН — СО — (СН₂)_m —NН — —СО—(СН₂)_n—. При т=п=5 загальна формула капрону буде — N1-1 — СО — (СН₂)₅ —.

Капрон — продукт полімеризації капролактаму NH — (СН₂)₅ — СО. Він стійкий проти розбавлених мінеральних кислот, лугів, більшості розчинників, має достатню міцність на розрив, твердість, еластичність. Плавиться він при температурі 225°С, але при температурі понад 100°С і нижче 0°С його ме­ханічна міцність знижується.

Капрон застосовують для виготовлення деталей, що викори­стовуються у вузлах тертя. У деяких випадках він є замінником кольорових металів і сплавів (при виготовленні вкладишів під­шипників, втулок, манжет, зубчастих передач та ін.). Капрон використовують також для виготовлення плівок, волокон, корду, тканин, сіток, канатів та ін.

Нейлон витримує тривале нагрівання до 270° С; він має вищі стійкість проти спрацювання і ударну в’язкість, інертний до лугів, стійкий проти розбавлених мінеральних кислот, нафто­вих масел, мастил, нерозчинний у звичайних органічних розчин­никах.

З нейлону виготовляють деталі підшипників, шестірні, елек­тротехнічні деталі, деталі текстильних машин, труби, волокно та ін.

Енант має властивості, що не набагато відрізняються від властивостей капрону і нейлону. Використовують енант як кон­струкційну пластмасу і волокно.

Поліформальдегід (— СН₂ — О —)_п — непрозорий ма­теріал, який виробляють з формальдегіду НСНО. Кристаліч­ність його досягає 75%, що надає йому механічної міцності, жорсткості, високої ударної в’язкості і стійкості проти стирання. Його робоча температура — від —40° до +130° С. Він не роз­чиняється у звичайних розчинниках, стійкий проти дії багатьох хімічних середовищ, плісені, комах, має високі діелектричні вла­стивості, але малостійкий проти дії неорганічних кислот і лугів.

З поліформальдегіду виготовляють водопровідну арматуру, деталі з різьбою, дрібні шестірні; ізоляцію для тонких проводів, труби, листи та ін.

Фенолформальдегідні смоли.Пластмаси знаповнювачами найчастіше виробляють на основі фенолформальдегідних смол, що утворюються при взаємодії фенолів (фенолу, крезолу, ксиленолу та ін.) і альдегідів (формальдегіду, фурфуролу та ін.) у присутності каталізаторів.

Фенолформальдегідні смоли залежно від хімічного складу можуть бути термопластичними і термореактивними.

Термопластичні (новоланові) смоли утворюються внаслідок поліконденсації формальдегіду НСНО з надлишком фенолу СбНбОН у присутності мінеральних кислот. Смоли мають лінійну будову. При нагріванні до 100—120° С вони плавляться, а при охолодженні затвердівають. Вони розчиняються в спирті, ацетоні та інших органічних розчинниках.

Термореактивні (резольні) смоли утворюються внаслідок поліконденсації фенолу з надлишком формальдегіду в присутності лугів. У процесі нагрівання ці смоли спочатку пе­реходять у рідкий стан (резол), потім стають еластичними (резитол), а потім переходять у твердий стан (резит), стаючи при цьому неплавкими, нерозчинними, такими, що не набухають, у зв’язку з переходом лінійної будови макромолекул у сітчасту.

Резит має достатню механічну міцність, електроізоляційні властивості, хімічну стійкість і теплостійкість. Резити стійкі про­ти дії водних і слабкокислих середовищ, бензину, масел, орга­нічних розчинників. При температурі близько 300° С відбувається термічна деструкція резиту з виділенням води і фенолу. При вищих температурах утворюється кокс.

Для виготовлення виробів з пластмас на основі новолакових. смол ці смоли переводять у резольні (термореактивні); добавля­ючи до складу спресовуваних порошків таку кількість формальдегіду якої не вистачає (наприклад, 10—15% уротропіну), І нагріваючи суміш. Внаслідок цього утворюється резит.

Фенопласти. Для виготовлення технічних виробів викбристовують складні композиційні пластичні маси, до складу яких, крім фенолформальдегідної смоли, входять різні наповню­вачі, речовини, які сприяють затвердіванню і переводять смолу в резит (уротропін, оксиди і гідрати окисів кальцію, магнію та ін.), мастило (стеарин), яке поліпшує процес утворення табле­ток з порошків і перешкоджає прилипанню виробів до стінок прес-форми, барвники.

Амінопласти (аміноформальдегідні пластмаси) вироб­ляють на основі продуктів поліконденсації сечовини (карбаміду), меламіну і деяких інших сполук з формальдегідом. Карбамідна смола безколірна. її змішують із сульфітною целюлозою (напов­нювач), мастильними речовинами, барвниками та ін., внаслідок чого утворюються прес-порошки, забарвлені в різні кольори. З них методом гарячого пресування виготовляють різні вироби.

Амінопласти мають добру опірність поверхневим електричним розрядам, виділяючи під дією електричної дуги азот, що гасить дугу. їх використовують для виготовлення кольорових телефон­них апаратів, рукояток, меблевої фурнітури, корпусів'і абажурів ламп, світильників, харчової тари та ін.

Матеріали на основі фенолформальдегідних, сечовиноформальдегідних, кремнійорганічних, поліефірних, епоксидних та інших смол можна поділити на такі групи: пластмаси з порошко­вими, волокнистими, шаруватими наповнювачами, а також газо- наповнені.

Пластмаси з порошковими наповнювачами. Ці пластмаси в основному термореактивні. Вони термостійкі (до 1.10—150° С) і мають порівняно високі механічні властивості. Вид наповнюва­ча впливає на властивості порошкових пластмас. Так, для виго­товлення виробів загальнотехнічного призначення як наповню­вач застосовують деревне борошно, для виробів з вищою термостійкістю — мелений азбест, а для підвищення водостій­кості і діелектричних властивостей — кварцове борошно. Напов­нювачами можуть бути також тальк, діатоміт, мелений шлак, графіт та ін. Пластмаси з порошковими наповнювачами поста­чають у вигляді прес-порошків, які легко спресувати в таблетки; нагріваючи останні с. в. ч., методом пресування виготовляють потрібні вироби.

Є багато прес-порошків різного складу і різного призначення.

Пластмаси з волокнистими наповнювачами. У них напов­нювачами є: подрібнена бавовникова целюлоза, азбестові і скля­ні волокна, текстильний дріб’язок або обрізки тканини. Зв’язую­чим є синтетичні термореактивні смоли. Цей вид пластмас вико­ристовується: для виготовлення деталей машин будь-якої форми методом пресування.

Волокнітнатуральний являє собою волокнисту пластмасу на фенолформальфегідній смолі з наповнювачем із бавовникової целюлози. Це ударноміцний, крупноволокнистий матеріал, що застосовується для виготовлення маховичків, ручок верстатів та інструментів, кришок, різьбових пробок, шківів, кулачків, шестерень, роликів транспортерів і т. п.

Скловолокніт. Наповнювачами є скловолокно або скляний дріб’язок. Границя міцності скловолокніту на затверді­лій поліефірній смолі становить 250—270 Мн/м² (2500— 2700 кГ/см²). Скловолокніт застосовують для виготовлення виробів, які повинні мати високу механічну міцність, водостійкість і високі електроізоляційні властивості.

Скловолокнистий анізотропний матеріал (СВАМ) вироб­ляють зорієнтованих довгих скляних волокон, зв’язаних рід­кими бутварофенольними та іншими смолами. З виробленого таким способом скляного шпону склеюванням під пресом виго­товляють склофанеру—матеріал, що має однакові властивості в поздовжньому і поперечному напрямах. Його міцність досягає міцності сталі і становить 480—560 Мн/м² (48—56 кГ/мм²). СВАМ застосовують для хімічно стійких труб і резервуарів, при будівництві катерів, човнів, баків, кузовів автомобілів, залізнич­них цистерн, електрощитів, деталей електро і радіотехнічної апаратури.

Азбоволокніт складається з азбестового волокна, меленого кварцу і добавок, зв’язаних кремнійорганічною смо­лою. Він водостійкий, теплостійкий і має високі електроізоля­ційні властивості. Тривала робоча температура є допустимою до 200—300° С, а тимчасове перегрівання — до 600° С. Короткочас­но (десятки секунд) його можна нагрівати до 2000—3000° С. З азбестоволокніту виготовляють найважливіші деталі електро­технічного устаткування і приладів.

Пластмаси з шаруватими наповнювачами виготовляють методом гарячого пресування попередньо просочених синтетич­ними смолами і вкладених шарами полотен тканин, паперу або деревного шпону. В результаті утворюються листи і товсті плити. Вироби з них виготовляють методом обробки різанням або тиском.

Текстоліт. Як наповнювач він має бавовняну тканину (бязь, міткаль, штапельне полотно, батист, шифон та ін.), зв’яза­ну формальдегідною смолою. Текстоліт випускають у вигляді листів і товстих плит, стержнів, труб і фасонних виробів. Тепло­стійкість текстоліту досягає 60—155° С. З нього виготовляють найважливіші деталі машин: шестірні, вкладиші підшипників, антифрикційні і електроізоляційні деталі, панелі, прокладки та ін. Границя міцності при розтягуванні текстоліту становить, близько 65 Мн/м² (650 кГ/см²).

Склотекстоліт. Наповнювачами є склотканини з різ­ним переплетенням. Зв’язуючими є смоли: фенолформальдегід- ні, кремнійорганічні, поліефірні, епоксидні та ін. Склотекстоліт випускають у вигляді листів і плит завтовшки до 30 мм. Він міцніший за текстоліт, стійкіший проти ударних навантажень, має меншу гігроскопічність і кращі хімічну стійкість і тепло­стійкість (до 200° С), вищі діелектричні властивості. Склотексто­літ є дуже міцним конструкційним матеріалом, границя міцності якого при розтягу досягає 300 Мн/м² (3000 кГ/см²), а також високоякісним електроізоляційним матеріалом.

Азботекстоліт. Наповнювачем є азбестова тканина і азбокартон, просочені резольною фенолформальдегідною смо­лою. Випускають його у вигляді листів і плит завтовшки до 60 мм. З нього виготовляють деталі гальмових пристроїв, фрик­ційні диски, деталі механізмів зчеплення, прокладки, що пра­цюють при температурах до 250° С, та ін.

Гетинакс. Наповнювачем є аркуші спеціального паперу, просочені резольними смолами і спресовані при температурі 150—160°С і тиску 11—16 Мн/м² (110—160 кГ/см²). Гетинакс може працювати при температурах від —60 до +70° С. його випускають у вигляді листів і плит завтовшки до 50 мм, стерж­нів і трубок. Матеріал має стабільні діелектричні властивості. Використовують його для виготовлення електропанелей, деталей трансформаторів, радіо і телефонних деталей.

Навчальне питання 3. Методи переробки пластмас.

Методи переробки пластмас визначаються їх фізичними і технологічними властивостями, а також формою виготовлюваних виробів. Термопластичні матеріали переробляють литтям під тиском, екструзією (видавлюванням), формуванням і каландру- ванням. Термопласти, які мають незначну пластичність, ще й пресують. Термореактивні матеріали переробляють переважно методом пресування.

Лиття під тиском є найбільш продуктивним методом виго­товлення виробів з термопластів. Схему процесу подано на рис. 192, а. Гранули полімеру 9 з бункера 8 потрапляють у ци­ліндр дозатора 11. Поршень-дозатор 10 подає певну порцію пластмаси в приймальну камеру 13. Головний поршень 12 пере­міщає цю порцію в нагрівний циліндр 14 з електронагрівником 7. Розплавлена пластмаса з температурою 160—200° С видавлюється поршнем 12 крізь сопло 6 і литник 5 у порожнину рознімної, охолоджуваної водою по каналах 3 прес-форми, утвореної пуансоном 4 і матрицею 2. Після короткочасного охо­лодження прес-форма розкривається і виріб виштовхується виштовхувачем 1.

Машина розвиває тиск 60—210 Мн/м² (600—2100 кГ/см^г). Зразки деталей, виготовлених цим методом, показано на рис. 192, б.

Литтям під тиском виготовляють вироби з високим ступенем точності. Процес оформлення матеріалу у виріб проходить над­звичайно швидко: один цикл у звичайних виливних машин три­ває 20—30 сек, а в швидкохідних—3—5 сек. Усі операції механізовані і керуються спеціальним реле часу.

Екструзія (видавлювання) — метод переробки нагрітих до пластичного стану термопластів безперервним видавлюванням їх крізь отвір у фільері. Цим методом виготовляють фасонні стержні, труби, шланги, плівки.

Схему екструзійної машини показано на рис. 193,6. Прес- порошок 8 з бункера 9 надходить у циліндр 7, що має водяне охолодження 6, яке перешкоджає прилипанню полімеру до сті­нок шнека і циліндра. Шнек 5 переміщає прес-порошок у вихід­ну зону циліндра, що має електронагрівник 4.

Нагрітий полімер продавлюється крізь фільер (гратки) З і потрапляє в змінну головку 2 машини. На рис. 193, б показано головку з мундшту­ком 1 для виготовлення прутка. Зразки виробів, виготовлених видавлюванням, показано на рис. 193, а.

Екструзія всіх видів термопластів має широке застосування. II застосовують також для нанесення ізоляційних покриттів на проводи і електричний кабель. На рис. 193, з подано схему куто­вої головки екструдера для нанесення ізоляції на провід. Кор­пус 14 головки має канал 12 для введення ізольовуваного проводу. Змотуючись з котушки 13, провід проходить через канал 12 мундштука і входить в отвір її. Шнек 5 проштовхує нагрітий полімер у кільцевий зазор у фільєрі. Полімер обтікає провід 10, утворюючи ізоляційну сорочку.

Гаряче пресування полягає в тому, що прес-матеріал у вигляді порошку або таблеток з фенопластів, амінопластів та іншого завантажують у прес-форму, де на нього діють тепло (160—200° С) і тиск 15—120 Мн/м³ (150—1200 кГ/см³.) При цьому матеріал розм’якає і під тиском розтікається по внутріш­ній порожнині прес-форми, набираючи її обрисів.

Прес-порошки є вихідним матеріалом для виготовлення біль­шості виробів з термореактивних матеріалів. Ці порошки скла­даються з кількох компонентів (узятих у певних співвідношен­нях)^ тонко подрібнених, висушених і старанно перемішаних. Порошок висипають у прес-форму, додержуючись точного дозу­вання. Ще краще зробити з порошку таблетки. Бажано поперед­ньо підігрівати їх в електричних термошафах до 100—120° С.

Процес пресування складається з таких операцій: дозування матеріалу, завантаження прес-порошку або таблеток у прес-фор­му, пресування, видержка при заданих тиску і температурі (для полімеризації матеріалу), виймання готової деталі з прес-форми, очищання прес-форми від залишків пластмаси. Якщо виникає потреба, то перед завантаженням матеріалу встановлюють металеву арматуру (гвинти, гайки, контакти, штири, осі і т. п.). Для їх установлення в прес-формі є відповідні гнізда.

Температуру і час видержки при пресуванні вибирають з та­ким розрахунком, щоб смола встигла повністю полімеризуватй- ся. Фенопласте полімеризують при температурі 150—180° С, амінопласти — при 130—145° С. Час видержки вибирають у межах 0,5—2,5 хв на 1 мм товщини стінок виробу. Тиск виби­рають у межах 20—60 Мн/м³ (200—600 кГ/см³). Високий тиск потрібен для пресування пластмас з довговолокнистим наповню­вачем.

Розрізняють пряме і литтьове пресування.

Пряме пресування застосовують для виготовлення виробів різних форм і розмірів (переважно великих), з арматурою і без неї.

На рис. 194, о, б, в показано по переходах схему прямого пре­сування. Підігріті таблетки 4 або прес-порошок завантажують у матрицю 5. Пуансон 2 опускається при низькому тиску преса; потім переходять на високий тиск. Під дією нагрівників і 6, а також тиску пуансона розігріта смола плавиться, пластмаса розм’якає і заповнює порожнину матриці (рис. 194, б). Після певно! видержки пуансон піднімається, а виштовхувач 7 вики­дає виріб з матриці. Зразки пресованих виробів показано на рис. 194, г.

Литтьове пресування характеризується тим, що спресовува­ний матеріал 4 (рис. 194, д) розм'якає не в самій порожнині прес-форми 10, а в завантажувальній камері 8, з’єднаній ливни­ком 9 з прес-формою 10, в яку розм’якшена пластмаса видав­люється пуансоном (рис. 194, е). Тиск у завантажувальній каме­рі досягає 150—200 Мн/м³ (1500—2000 кГ/см^г), а в оформлювальній порожнині литтьової прес-форми не перевищує 50— 60 Мн/м² (500—600 кГ/см³).

Литтьове пресування застосовують для виготовлення виробів складної форми з глибокими отворами, з різною товщиною сті­нок, з маломіцною і наскрізною арматурою. На рис. 194, в пока­зано виріб із запресованим металевим кільцем 12.

Основним устаткуванням для пресування пластмас е гідрав­лічні преси з зусиллям 0,25—10 Мн/м³ (25—1000 Г). Преси бувають з верхнім і нижнім тиском. В СРСР для пластмас випускають гідравлічні преси спеціального призначення напівавтома­тичної і автоматичної дії з зусиллям 0,63; 1,6; 2,5 Мн (63; 160; 250 Т ) та ін.

Формування — найпростіший спосіб виготовлення велико­габаритних виробів з листового термопласту. При цьому методі листові термопласти нагрівають до високоеластичного стану, кладуть на спеціальну форму (матрицю) і, застосовуючи потріб­ний тиск, надають виробу належної форми. Найбільше застосо­вують пневматичне і вакуумне формування.

Одним з видів пневматичного формування є пневмоформування з рухомим пуансоном. Нагріту заготовку кладуть на нижню камеру 5 (рис. 195, а) і виступ пуансона 4, після чого, опускаючи верхню камеру 3, що має електричний підігрівник 1, затискають краї заготовки. Потім, піднімаючи пуансон 4, вико­нують попереднє її витягування. Остаточне формування виробу відбувається внаслідок обтискання листового термопласту стис­неним повітрям, що надходить ііо трубі 2 у верхню камеру.

Прикладом вакуумного формування може бути виготовлення виробу з глибиною витяжки понад 100 мм, показа­не на рис. 195, б. Листовий матеріал 6 поміщають у фіксаційну рамку 7 і нагрівають електронагрівником 1. Потім лист з рам­кою кладуть на ввігнуту або опуклу форму (матрицю) 8, в якій є канали для відсмоктування повітря. Остаточно оформляють виріб за допомогою вакуумного насоса, під’єднаного до труб­ки 10.

Формуванням з органічного скла виготовляють деталі для скління літаків і автомобілів, а також абажури, розсіювані і від­бивачі світла. З вініпласту формують санітарно-технічні при­строї, ванни. З поліетилену виготовляють порожнисті вироби.

Відцентрове лиття — простий спосіб виготовлення товсто­стінних великих виробів, що мають форму тіл обертання, напри­клад: шківів, зубчастих коліс, втулок, або ж довгих виробів — труб, гільз, місткостей. Розплавлений полімер заливають в обер­тову форму. Відцентрова сила відкидав його до стінок форми,

і він набирає потрібних обрисів. При дальшому обертанні форми виріб охолоджується і затвердіває.

Каландрування застосовують для виготовлення плівок і тонких листів завтовшки 0,1—1,0 мм. Про­цес складається з операцій змішу­вання пластмаси, вальцювання, каландрувйння і охолодження.

Схему процесу виготовлення плівки з полівінілхлориду на тривал­ковому каландрі показано на рис. 196. Твердий ПВХ нагрівають і обтис­кають вальцями, внаслідок чого він перетворюється в пластичну масу. Цю масу 1 пропускають через на­гріті валки тривалкового каландра 2, де під високим тиском вонаі набирає вигляду плівки. Ще пластична, плівка, переходячи через холодильні валки З, затвердіває. її розрізають по ширині і змо­тують у рулон 4.

Інформаційні джерела:

1. Технологія конструкційних матеріалів./За ред. А.М. Сологуба. - К.: Вища школа, 1993 –

300 с.

2. Большаков В.І., Береза О.Ю., Харченко В.І. Прикладне матеріалознавство: Підручник. Дніпропетровськ: РВА „Дніпро VAL”.2000 – 290 с.

3. Технология конструкционних материалов. /Г.А. Прейс, М.А. Сологуб, И.А. Рожнецкий/ - К.: Вища школа 1991 – 391 с.

4. Дальский А.М. и др. Технология конструкционных материалов, М.: Машиностроение. 1990 - 351 с.