Переработка пластмасс в вязкотекучем состоянии
К основным способам переработки пластмасс в изделия в вязкотекучем состоянии относятся: горячее прессование, прессование листов и плит; литье под давлением, выдавливание.
Горячее прессование обычно применяют для изготовления деталей
из термореактивных пластмасс с порошковыми или волокнистыми наполнителями. В исходном состоянии такие пластмассы (пресс-материалы) находятся в виде порошка, волокон, гранул или таблеток. При горячем прессовании деталей нагрев пресс-форм необходим для перевода пресс-материала в вязкотекучее состояние и последующего его отверждения (полимеризации).
Горячее прессование подразделяют на прямое и литьевое.
Прямое прессование осуществляется обычно в закрытых пресс-формах на гидропрессах; давление на пресс-материал 2 (рис. 98, а), размещенный в матрице 1, передается через пуансон 3. При этом осуществляется собственно процесс прессования и отверждения пластмассы. Затем пуансон 3 поднимается в исходное верхнее положение, пресс-форма раскрывается и готовая деталь 4 удаляется с помощью выталкивателя 5.
| Рис. 98. Схема прямого (а) и литьевого (6) прессования:
I – загрузка пресс-материала; II – прессование; III – извлечение детали
|
При литьевом прессовании пресс-материал 4 (рис. 98, б) загружают не в матрицу 1 пресс-формы, а в обогреваемую загрузочную камеру 3, где он переходит в вязкотекучее состояние и затем под давлением пуансона 5 перетекает через пуансон 2 в матрицу 1 пресс-формы. После выдержки, необходимой для отверждения пресс-материала, пресс-форма раскрывается при поднятии пуансона 5, загрузочной камеры 3 и пуансона 2 и деталь 6 удаляется из формы с помощью выталкивателя 7.
Литьевое прессование позволяет получать сложные по форме детали, с глубокими отверстиями и резьбой, со сложной металлической арматурой.
Литьевое прессование производится при температуре пресс-материала 140...190 ºC, давлении 50...70 МПа и выдержке 0,5...1 мин на 1 мм толщины детали.
Прессование листов и плит осуществляется на многоэтажных гидравлических прессах между плитами, обычно обогреваемыми паром и охлаждаемыми водой. Исходным материалом служат пакеты листового наполнителя (бумаги, тканей, древесного шпона), пропитанного фенолформальдегидной смолой. Толщина листа (плиты) определяется количеством листов наполнителя. Так получают гетинакс, текстолит, асботекстолит, древесно-слоистый пластик, которые затем перерабатывают в детали обработкой резанием.
Литье под давлением производится на специальных автоматических литьевых машинах и применяется главным образом для переработки термопластов: полиэтилена, винипласта, полистирола, полиамидов и др.
Перерабатываемый термопласт в виде гранул или порошка из бункера 7 (рис. 99) подается дозатором 8 в цилиндр 5 с электронагревателем 4. При движении плунжера 6 доза материала перемещается в зону нагрева, плавится и через сопло 3 поступает в полость 2 пресс-формы 1. После выдержки в несколько секунд для затвердевания материала (этому способствует охлаждение пресс-формы водой) плунжер 6 возвращается в исходное положение, форма раскрывается и изделие с помощью выталкивателя удаляется.
| Рис. 99. Схема литья под давлением
|
| Рис. 100. Схема непрерывного
выдавливания
|
Литье под давлением характеризуется высокой производительностью: процесс получения изделий длится 5...20 с. Они имеют чистую поверхность, точные размеры и не требуют дополнительной механической обработки (за исключением удаления литников). Благодаря высокой текучести нагретого до температуры 150…300 ºC пластика и давлению 10...200 МПа литьем под давлением получают изделия сложной формы
с различной толщиной стенок, глубокими отверстиями с резьбой, ребрами жесткости массой от нескольких граммов до 1 кг.
| Рис. 101. Схема изготовления пленки способом раздува: 1 – экструдер; 2 – головка экструдера: 3 – охлаждающее устройство; 4 – рукав; 5 – направляющие валики; 6 – захватывающие
валики; 7 – барабан
|
Выдавливание, или экструзия, применяется для получения труб, прутков и профилей различного сечения, пленок, лент, нанесения изоляции на провода и т.д. Выдавливание осуществляется на специальных червячных машинах – экструдерах (рис. 100). Гранулированный или порошкообразный термопласт из бункера
1 поступает в рабочий цилиндр
3, перемещается червяком
2 в зону нагревателя
4, переходит в вязкотекучее состояние и затем непрерывно выдавливается через калиброванное отверстие в головке
6. Для образования отверстия служит оправка
5. Полученное изделие проходит водяную ванну, затем в зависимости от формы и размеров сечения сматывается либо разрезается на куски определенной длины.
Разновидностью экструзии термопластов является выдавливание листов и пленок.
Для получения листового материала применяют щелевые головки шириной до 1,6 м. Выходящее полотно проходит через валки гладильного и тянущего устройства и затем сматывается в рулоны.
При производстве пленок экструдируемая труба раздувается сжатым воздухом в рукав 4 (рис. 101) определенного размера и после обжатия валками 6 наматывается в виде двойной плоской ленты на барабан 7. Толщина пленки определяется степенью раздува и вытяжки рукава
и регулируется скоростью вращения валков 6. Этим способом получают пленку толщиной до 40 мкм.