Технологические свойства пластмасс

Свойства полимерных материалов характеризуют, с одной стороны, податливость к переработке в изделия, с другой – легкость механической обработки изделий на станках.

Пластмассы технологичны. Они хорошо обрабатываются механи-ческими способами, легко поддаются сверлению, фрезерованию, строганию и т.п., кроме того, они хорошо режутся, прочно склеиваются и свариваются, способны легко окрашиваться. Поверхность изделий из пластмасс, полученных путем литья или горячего прессования, не требует дополнительной обработки.

Основные технологические свойства пластмасс:

1 Насыпная плотность – это отношение массы формуемого материала (порошка, гранул) к его объему, выражается г/см³, и служит для расчета загрузочного объема пресс-форм, бункеров или соответствующих машин.

2 Коэффициент уплотнения характеризует изменение объема формо-вочной массы и определяется по формуле

К=ρ_ф/ρ_н , (10)

где ρ_{ф –} плотность формовочной массы в формованном виде;

ρ_{н –} насыпная плотность формовочной массы.

Коэффициент уплотнения нужен для расчета бункеров и пресс- форм.

3 Гранулометрический состав характеризует форму, размеры и однородность частиц исходного сырья. Определяется ситовым анализом и указывается в стандарте и технических условиях на исходный материал.

Однородность частиц формуемой массы улучшает сыпучесть, объемную дозировку, сортировку, таблетирование, распределение красителя и обеспечивает более равномерный прогрев материала при переработке.

4 Таблетируемость – способность пресс–порошков превращаться из сыпучего материала в таблетку под воздействием повышенного давления в формах без добавления связующего.

Таблетка должна выдерживать нагрузку при хранении и не должна рассыпаться при давлении, равном 8,5 МПа.

5 Влажность и содержание летучих определяет качество готовой продукции. Содержание летучих сверх нормы способствует образованию пара при переработке в изделие, который приводит к появлению трещин, вздутий на поверхности, коробления готового изделия, а также увеличению выдержки времени при прессовании.

Допустимое содержание влаги и летучих составляет:

фенопластов 2 – 4,5 %;

аминопластов 3,5-4 %;

волокнистых и слоистых пластиков 0,8-3 %;

полиамидов 0,2 %.

6 Текучесть характеризует способность материала к переработке, то есть способность пластмасс при допустимых температурах и давлении протекать по каналам и заполнять пресс-формы.

Текучесть материалов зависит от скорости отверждения полимера, от сил трения между частицами материала и стенками пресса. Регулируется присутствием пластификаторов и смазывающих добавок и других ингредиентов.

7 Скорость отверждения – способность полимера затвердевать. Оказывает влияние на продолжительность всего технологического процесса. Этот параметр указывается только для термореактивных материалов.

8 Усадка – свойства полимера изменять размеры после отверждения. Характеризуется коэффициентом усадки. Зависит от свойств полимера, от режимов прессования и наличия летучих. Наполнители уменьшают усадку, поэтому, изменяя его количество и тип, можно регулировать величину усадки. Расчетную усадку учитывают при конструировании изделий и пресс-форм. Усадка составляет для фенопластов – 0,4 %, для винипласта 0,1-0,6 %, для ПЭ 1 - 3 %, для полиамида 1 - 2 %.

9 Температура переработки – оптимальная для каждого вида мате-риала, зависит от природы полимера, технологических свойств пластмасс, конфигурации и размеров изделия. Определяется опытным путем непо­средственно при изготовлении изделия при условии сохранения текучести материала. Температура переработки пластмасс прессованием и литьем под давлением лежит в интервале вязкотекущего состояния полимеров.

10 Удельное давление прессования – это давление, приходящееся на 1см² площади горизонтальной поверхности изделия.

Удельноедавление при литье – это давление, приходящееся на 1 см² площади плунжера. Максимальное удельное давление определяется опытным путем:

для пресс – порошков – от 20 до 35 МПа;

для волокнитов – от 30 до 75 МПа;

для различных термопластов – от 70 до 150 МПа;

иногда 220 МПа.

3.3 Технологии переработки пластмасс в изделия

В настоящее время имеется множество процессов и методов переработки пластических и эластомерных материалов в промышленные изделия. Основными из них являются литье под давлением, экструзия, отливка, прямое прессование, пневмоформование, холодное формование, термоформование, каландрование, вспенивание, армирование.

В этом разделе мы в общем виде рассмотрим эти важные процессы. Для более детального ознакомления с этими и другими процессами, таки-ми как нанесение покрытий окунанием и методом вихревого напыления псевдоожиженного слоя, электронная и тепловая герметизация, сварка, следует обратиться к специальным учебникам по переработке полимеров. За пределы курса лекций выходят и вопросы, касающиеся покрытий и адгезивов.

Прежде чем перейти к обсуждению разнообразных методов переработки полимеров, напомним, что полимерные материалы могут быть термопластичными или термореактивными (термоотверждаю-щимися). После формования термопластичных материалов под действием температуры и давления перед освобождением из пресс-формы их следует охлаждать ниже температуры размягчения полимера, так как в противном случае они теряют форму. В случае термореактивных материалов такой необхо­димости нет, поскольку после однократного совместного воздействия температуры и давления изделие сохраняет приобретенную форму даже при его освобождении из пресс-формы при высокой температуре.

Для мебельной промышленности наибольшее значение имеют следующие методы переработки пластмасс в изделия: литье под давлением, экструзия, термоформование, вальцово-каландровый, беспрес-совый метод получения крупногабаритных изделий из пенопластмасс.