Переработка пластмасс
Покупка
Тематика:
Синтетические полимеры
Издательство:
Профессия
Год издания: 2005
Кол-во страниц: 320
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 5-93913-079-8
Артикул: 650863.01.99
Компактное, удобное в использовании руководство по всем основным видам переработки пластмасс, включая формование, литье, экструзию и др., отличается максимальной практичностью и наглядностью (свыше половины объема издания ? иллюстративный материал). Книга рассчитана на самый широкий круг специалистов-практиков от мастеров до главных инженеров, которые могут найти в ней информацию об особенностях отдельных технологий изготовления пластмасс, о специфических проблемах, возникающих в процессе эксплуатации оборудования и путях их разрешения. Для технологов, инженеров, специалистов по эксплуатации и выбору оборудования индустрии пластмасс и машиностроительных предприятий.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- 18.00.00: ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
- ВО - Бакалавриат
- 18.03.01: Химическая технология
- ВО - Магистратура
- 18.04.01: Химическая технология
- Аспирантура
- 18.06.01:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Kunststoffverarbeitung
Dr.-lng. Otto Schwarz
Dipl.-lng. Friedrich-Wolfhard Ebeling
Dipl.-lng. Brigitte Furth
9., iiberarbeitete Auflage
Vogel Buchverlag
Шварц О., Эбелинг Ф.-В., Фурт Б.
ПЕРЕРАБОТКА ПЛАСТМАСС
Перевод с немецкого под редакцией канд. техн, наук
А.Д, Паниматченко
Санкт-Петербург
2005
УДК 678.06
ББК35.710Нем
ШвЗЗ
ШвЗЗ Переработка пластмасс / Шварц О., Эбелинг Ф.-В., Фурт Б.; под. общ. ред. А.Д. Паниматченко. — СПб.: Профессия, 2005. — 320 стр., ил.
ISBN 5-93913-079-8
ISBN 3-8023-1893-5 (нем.)
В практическое руководство вошло описание основных способов переработки пластмасс, некоторых методов дополнительной обработки и соединения изделий на их основе. Описано современное промышленное оборудование и рассмотрены специфические проблемы, возникающие в ходе его эксплуатации. Издание содержит большое количество иллюстративного материала и отличается доступным стилем изложения.
Книга адресована широкому кругу специалистов, работающих в индустрии пластмасс.
УДК 678.06
ББК35.710Нем
Copyright of the Original German language edition:
by Vogel Industrie Medien GmbH & Co KG, Wurzburg (Germany). All right reserved.
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
ISBN 5-93913-079-8
ISBN 3-8023-1893-5 (нем.)
© 2002 by Vogel Verlag
© 2005, H. Савченков, перевод
© 2005, изд-во «Профессия»
ПРЕДИСЛОВИЕ К 9 ИЗДАНИЮ
В переработке пластмасс уже не появляется принципиально новых методов — техническое развитие относится по большей части к новинкам автоматизации, управляющей и регулирующей техники, направленным на выпуск продукции более высокого качества. Отметим, что прогресс все больше затрагивает области и методы, которые ранее относились исключительно к сфере ручного труда.
Как и все предшествующие, очередное издание данной книги должно стать ориентиром для всех кто хочет иметь максимально широкое представление о переработке пластмасс. В связи с этим мы сохранили простой и доступный способ изложения.
Авторы благодарят издательство Vogel Buchverlag за приятную совместную работу и надеются, что книга заинтересует широкий круг читателей и вызовет горячий отклик.
О. Шварц, Ф.-В. Эбелинг, Б. Фурт
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Вашему вниманию предлагается издание, в котором в наглядной форме и понятным языком обобщены современные представления и накопленные экспериментальные данные по технологии переработки полимеров, пластических масс, композиционных материалов и эластомеров, подбору основного оборудования и оснастки. Кроме обзора процессов переработки, авторы включили описание важного периферийного оборудования и программ автоматизации, и представили справочные данные, соответствующие принятой в Германии системе стандартов. Книга будет полезной с точки
ПРЕДИСЛОВИЕ зрения углубления представлений о процессах, протекающих в рабочих органах машин, и их влиянии на конструктивное исполнение оборудования, его энегросиловые параметры и качество готовых изделий. Первая глава является вводной. В ней приведены общие сведения о методах переработки полимерных материалов, которые описываются в последующих главах. Кроме того, внимание уделено технологическим свойствам пластмасс, которые позволяют выбрать метод и режим переработки материалов. Вопросы теории и практики подготовительного производства рассмотрены во второй главе. Большой интерес представляют основы процесса смешения и диспергирования, от которых во многом зависят физико-механические свойства готовых изделий. Основной объем книги приходится на разделы, посвященные наиболее распространенным способам производства изделий из пластмасс. Она содержит сведения, которые требуется знать при производстве изделий методом экструзии, и необходимых для оптимизации данного процесса. Книга знакомит с важнейшими для экструзии параметрами: вязкость, термические свойства, температура нагрева материального цилиндра. В главе, посвященной литью по давлением, представлено описание современных конструктивно-технологических разновидностей данного метода, а также излагаются основные закономерности процессов, протекающих в рабочих органах литьевых машин. Внимание читателя привлекут сведения об интенсификации процесса формования, а также данные по современному приборному оснащению и системам управления литьевыми машинами. Для специалистов будет весьма полезно знакомство с накопленным в Германии опытом в области технологии прессования термореактивных пресс-материалов. В одной из глав книги обсуждается переработка листовых термопластичных материалов, рассматриваются теория и практика процессов получения крупногабаритных изделий методами пневмо- и вакуумформования. Кроме того, в книге есть главы, посвященные вопросам каландрования, технологии производства изделий из армированных материалов, методам формования изделий из вспенивающихся материалов, способам получения покрытий из полимерных материалов, а также декоративной обработки изделий; приведены краткие сведения по сварке и склеиванию пластмасс. Технологам будет весьма интересно ознакомиться с основными рекомендациями по проведению процессов формования изделий из олигомеров. Книга адресована специалистам индустрии пластмасс. С помощью данной книги даже начинающий специалист сможет правильно организовать производство изделий из полимерных материалов: выбрать режимы и основное оборудование для переработки, составить композицию для получения изделия с заданными свойствами, правильно заказать индивидуальную оснастку. к.т.н. А Д. Паниматченко
СОДЕРЖАНИЕ
1. Введение в технологию полимеров..................................13
1.1. Классификация полимеров......................................13
1.2. Температурный режим и переработка полимеров..................15
1.3. Параметры, влияющие на переработку...........................15
1.3.1. Молекулярная масса и степень полимеризации.............15
1.3.2. Насыпная плотность, плотность заполнения, степень уплотнения.16
1.3.3. Текучесть полимеров....................................16
1.3.3.1. Текучесть термопластов...........................16
1.3.3.2. Текучесть реактопластов..........................17
2. Приготовление и подготовка сырья ................................18
2.1. Общая информация.............................................18
2.2. Измельчение..................................................19
2.3. Смешение.....................................................21
2.4. Пластосмешение...............................................24
2.5. Гранулирование...............................................26
2.6. Хранение и транспортировка...................................27
3. Каландрование....................................................31
3.1. Общие сведения...............................................31
3.2. Полимерные материалы, перерабатываемые каландрованием........32
3.3. Устройство каландра..........................................32
3.4. Устройство линии каландрования и технология производственных процессов 33
3.5. Дополнительная обработка листов (пленок).....................38
4. Нанесение покрытия на подложку...................................39
4.1. Общие сведения...............................................39
4.2. Подложки и их предварительная обработка......................39
4.3. Составы для покрытий.........................................40
4.4. Способы нанесения покрытий и используемое для этого оборудование...41
4.4.1. Намазывание............................................41
4.4.2. Нанесение покрытия валком..............................42
4.4.3. Нанесение покрытия методом погружения..................43
4.4.4. Нанесение трафаретной печатью..........................43
СОДЕРЖАНИЕ
4.4.5. Экструзионное нанесение покрытия............................44
4.4.6. Нанесение покрытия каландрованием...........................44
4.4.7. Косвенное нанесение покрытий................................45
4.4.8. Термокамера.................................................45
4.4.9. Охлаждение..................................................46
4.5. Технология нанесения покрытий из ПВХ..............................46
4.6. Поверхностная обработка подложек с нанесенным на них покрытием.....47
4.6.1. Тиснение....................................................47
4.6.2. Перекрашивание..............................................48
4.6.3. Нанесение лакового покрытия.................................48
5. Экструзия.............................................................49
5.1. Общая информация..................................................49
5.2. Материалы, перерабатываемые экструзией............................50
5.3. Конструкция экструдера............................................51
5.3.1. Одношнековый экструдер......................................51
5.3.1.1. Шнек.................................................52
5.3.1.2. Цилиндр..............................................54
5.3.1.3. Приводы..............................................55
5.3.1.4. Нагрев и охлаждение..................................55
5.3.2. Двухшнековый экструдер......................................55
5.4. Технологические процессы в экструдере.............................57
5.4.1. Перемещение полимера........................................58
5.4.2. Уплотнение полимера.........................................58
5.4.3. Расплавление полимера.......................................59
5.4.4. Гомогенизация расплава......................................60
5.4.5. Рост давления в цилиндре экструдера.........................61
5.5. Экструзионные головки.............................................62
5.5.1. Формующие головки для изготовления труб и профилей..........62
5.5.2. Экструзионные головки в производстве плоских пленок и листов.65
5.5.3. Экструзионные головки для получения рукавной пленки методом раздува............................................................66
5.5.4. Головки для нанесения изоляции экструзией...................67
5.6. Оборудование, входящее в состав экструзионных линий...............68
5.6.1. Калибровочное оборудование..................................68
5.6.2. Охлаждающее оборудование....................................70
5.6.3. Приемные устройсва..........................................70
5.6.4. Намоточные устройства.......................................71
5.6.5. Устройства, используемые для разделительной резки...........71
5.7. Экструзионные линии...............................................72
5.7.1. Экструзионные линии для производства труб и профилей........72
5.7.2. Линии для изготовления листов и плоских пленок..............74
5.7.3. Линии для производства пленок методом экструзии рукава с раздувом.... 76
5.7.4. Оборудование, используемое для облицовки....................77
5.7.5. Линии для вторичной переработки полимеров (ПЭ)..............79
5.7.6. Прочие экструзионные линии..................................81
5.8. Технологический процесс...........................................83
5.8.1. Производственный контроль...................................83
СОДЕРЖАНИЕ 9
5.8.2. Управление, измерения и регулировки, осуществляемые на экструзионных установках.........................................83
5.8.3. Поддержание экструзионных установок в рабочем состоянии....86
6. Экструзионно-раздувное формование....................................87
6.1. Общая информация.................................................87
6.2. Формующие головки для изготовления заготовок.....................88
6.2.1. Головки с радиальным обтеканием............................89
6.2.2. Головки с осевым обтеканием................................90
6.2.3. Накопительные головки......................................90
6.2.4. Прочие головки.............................................91
6.3. Узел раздува.....................................................92
6.3.1. Передача заготовки.........................................92
6.3.2. Раздув заготовки...........................................92
6.3.3. Узел смыкания формы........................................93
6.4. Раздувные формы..................................................94
6.5. Раздувные машины, используемые для изготовления полых изделий....96
6.6. Экструзионно-раздувное формование с вытяжкой.....................98
7. Отливка пленок......................................................100
8. Литье под давлением ................................................102
8.1. Общая информация................................................102
8.1.1. Формовочные массы.........................................102
8.1.2. Литьевые машины...........................................102
8.1.3. Литьевые формы............................................114
8.1.4. Конструирование изделия...................................129
8.1.5. Технология литья под давлением............................142
8.2. Инжекционно-раздувное формование................................156
8.2.1. Машины, используемые для инжекционно-раздувного формования.156
8.2.2. Инжекционно-раздувные формы...............................157
8.2.3. Изготовление изделий......................................158
8.3. Литье вспененных термопластов...................................158
8.3.1. Материалы.................................................158
8.3.2. Машины, используемые для литья вспененных термопластов.....159
8.3.3. Литье вспененных термопластов.............................160
8.3.4. Литьевые формы............................................161
8.4. Инжекционно-газовое литье (ИГЛ).................................162
8.4.1. Материалы.................................................162
8.4.2. Литьевые машины с дополнительным оборудованием, предназначенные для ИГЛ..................................................162
8.4.3. Технология ИГЛ............................................163
8.4.4. Литьевые формы............................................165
8.5. Многокомпонентное литье под давлением...........................165
8.5.1. Материалы.................................................165
8.5.2. Литьевые машины, используемые в процессе многокомпонентного литья...........................................................166
8.5.3. Описание технологии.......................................166
8.5.4. Литьевые формы............................................167
9. Прессование..........................................................168
9.1. Общие сведения...................................................168
СОДЕРЖАНИЕ
9.2. Определения.....................................................168
9.3. Материалы: формы поставки, типизация и приготовление сырья......169
9.4. Подготовка полимерного сырья к прессованию......................171
9.4.1. Дозировка.................................................171
9.4.2. Таблетирование............................................172
9.4.3. Предварительный нагрев....................................172
9.4.4. Предпластикация...........................................172
9.5. Прессование.....................................................173
9.5.1. Конструкции прессов.......................................175
9.5.2. Пресс-формы...............................................176
9.6. Прессование реактопластов, армированных волокнистым наполнителем.177
9.7. Литьевое прессование............................................178
9.7.1. Конструкции прессов для литьевого прессования.............178
9.7.2. Пресс-формы для литьевого прессования.....................179
9.7.3. Давление и температура прессования........................179
9.8. Снятие облоя....................................................179
9.9. Прессование слоистых изделий....................................180
9.10. Прессование термопластов.......................................182
10. Вспенивание........................................................183
10.1. Общая информация...............................................183
10.2. Получение пенопластов..........................................184
10.2.1. Полимеры.................................................185
10.2.2. Порообразующие вещества..................................185
10.2.3. Прочиедобавки............................................187
10.3. Обзор технологии вспенивания...................................187
10.4. Пенопласты с равномерным распределением плотности..............188
10.4.1. Технология изготовления реакционных пенопластов..........188
10.4.1.1. Непрерывная переработка..........................188
10.4.1.2. Периодическая переработка........................190
10.4.1.3. Распыление и нанесение покрытия намазыванием.....191
10.4.1.4. Вспенивающие установки...........................191
10.4.2. Технология изготовления термопластичных пенопластов......192
10.4.2.1. Технология изготовления пенополистирола..........192
10.4.2.2. Вспенивание......................................192
10.4.2.3. Метод «Trovipor».................................194
10.5. Интегральные пенопласты........................................194
10.5.1. Литье отверждающихся пенопластов.........................195
10.5.1.1. Установки для получения интегральных пенопластов.196
10.5.1.2. Смесительные головки.............................197
10.5.1.3. Крепежные фланцы пресс-форм......................197
10.5.1.4. Пресс-формы......................................199
10.5.1.5. Дополнительная обработка.........................199
10.5.2. Технология вспенивания без давления......................199
11. Переработка армированных полимеров.................................200
11.1. Общая информация...............................................200
11.2. Исходные материалы.............................................200
11.2.1. Ненасыщенные полимеры....................................200
11.2.2. Эпоксидные смолы.........................................202
СОДЕРЖАНИЕ
11
11.2.3. Армирующие волокна......................................203
11.2.4. Добавки и наполнители...................................204
11.3. Отверждение термореактивных полимеров.........................205
11.4. Переработка армированных термореактивных полимеров............207
11.4.1. Ручное формование.......................................207
11.4.2. Контактное формование напылением........................210
11.4.3. Технологии низкого давления.............................211
11.4.4. Прессование.............................................213
11.4.5. Намотка.................................................214
11.4.6. Центробежное формование.................................216
11.4.7. Вытяжка.................................................217
11.4.8. Работа с фотоотверждаемыми смолами......................217
11.4.9. Термопласты, армированные стекломатами..................218
11.5. Дополнительная обработка изделий из армированных стекломатами термопластов........................................................221
12. Литье термореактивных полимеров...................................222
13. Ротационное формование............................................224
13.1. Общая информация..............................................224
13.2. Формовочные массы.............................................224
13.3. Технологические установки для ротационного формования.........226
13.3.1. Конструкция и назначение установок для ротационного формования......................................................226
13.3.2. Конструкция ротационных технологических установок.......226
13.4. Ротационные формы.............................................228
13.5. Изготовление изделий..........................................230
13.6. Дефекты, возникающие в процессе переработки...................232
14. Нанесение порошковых покрытий.....................................234
14.1. Общая информация..............................................234
14.2. Вихревое напыление............................................234
14.3. Газопламенное напыление.......................................236
14.4. Нанесение покрытия в электростатическом поле..................237
15. Переработка каучуков..............................................238
15.1. Общая информация..............................................238
15.2. Материалы.....................................................238
15.3. Подготовка смесей.............................................239
15.4. Каландрование.................................................241
15.5. Экструзия.....................................................241
15.6. Прессование...................................................243
15.7. Литье под давлением...........................................244
15.8. Ручная сборка.................................................245
16. Термоформование...................................................247
16.1. Общая информация..............................................247
16.2. Физические основы термоформования.............................247
16.3. Процесс формования............................................250
16.4. Подготовка полуфабриката......................................254
16.5. Нагрев заготовки..............................................255
16.6. Формы и установки для термоформования.........................255
16.7. Дополнительная обработка......................................257
СОДЕРЖАНИЕ
16.8. Холодное формование листовых термопластов.....................257
17. Сварка.............................................................258
17.1. Общая информация.............................................258
17.2. Классификация технологий сварки полимеров....................260
17.3. Сварка нагретым инструментом.................................260
17.3.1. Непосредственная сварка нагретым инструментом..........260
17.3.2. Косвенная сварка нагретым инструментом.................263
17.4. Сварка горячим газом.........................................263
17.4.1. Сварка с качательным движением газовой горелки.........264
17.4.2. Сварка горячим газом с вытяжкой........................266
17.4.3. Сварка горячим газом внахлест..........................267
17.4.4. Экструзионная сварка с горячим газом...................267
17.5. Сварка трением...............................................268
17.6. Высокочастотная сварка.......................................269
17.7. Ультразвуковая сварка........................................272
17.8. Инфракрасная сварка..........................................274
17.9. Лазерная сварка..............................................274
18. Склеивание........................................................276
18.1. Общая информация.............................................276
18.2. Полимерные материалы, подлежащие склеиванию..................277
18.3. Клеи.........................................................279
18.4. Механизм отверждения.........................................280
18.5. Склеивание...................................................281
18.5.1. Конструктивные предпосылки.............................281
18.5.2. Подготовка поверхности.................................282
18.6. Технология склеивания........................................284
19. Механические соединения полимеров.................................286
19.1. Общая информация.............................................286
19.2. Заклепочные соединения.......................................286
19.3. Резьбовые соединения.........................................287
19.4. Соединения защелкиванием.....................................288
19.5. Прочие механические соединения...............................289
20. Обработка резанием................................................290
20.1. Общая информация.............................................290
20.2. Условия обработки резанием и режущие инструменты.............290
20.3. Варианты обработки резанием..................................291
21. Отделка полимерных изделий........................................296
21.1. Общая информация.............................................296
21.2. Полировка....................................................296
21.3. Металлизация.................................................297
21.4. Флокирование.................................................299
21.5. Нанесение печати.............................................300
21.6. Тиснение.....................................................303
21.7. Маркировка лазером...........................................303
21.8. Лакирование..................................................304
Литература............................................................306
Использованные сокращения.............................................309
Алфавитно-предметный указатель........................................310
1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ ПОЛИМЕРОВ
11. Классификация полимеров
Полимеры известны лишь на протяжении последних 100 лет и являются наиболее молодой группой материалов. Наряду с такими традиционными материалами, как металл, дерево или керамика, полимеры прочно заняли свое место во всех сферах промышленного производства и повседневной жизни. В этой главе мы постараемся дать ответ на вопрос «Что такое полимеры?»
Полимеры - это искусственные материалы, которые получают или путем химических превращений природных веществ или, что чаще всего, синтезируют из низкомолекулярных соединений.
Образование полимеров происходит в результате химических реакций. При этом используют би- или многофункциональные низкомолекулярные вещества (мономеры), взаимодействующие по одной из трех реакций образования полимеров:
• полимеризация;
♦ поликонденсация;
♦ полимераналогичные превращения.
В зависимости от вида мономера образуются макромолекулы, имеющие цепное строение или способные к образованию сетки. Структура макромолекулы, которая влияет на поведение материала при температурном воздействии, послужила основой для разделения полимеров на термопласты, реактопласты и эластомеры.
Термопласты - состоят из длинных молекулярных цепей, которые соединяются между собой силами межмолекулярного воздействия.
Реактопласты - характеризуются тем, что их макроцепи соединены между собой частыми химическими связями, образовавшимися в результате реакций отверждения.
Эластомеры - являются разновидностью реактопластов, в которых соседние макромолекулы соединены редкими химическими связями.
ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ ПОЛИМЕРОВ
Переработка аморфных термопластов Таблица 1.1
Состояние
Стеклообразное Высокоэлас- Вязкотекучее
тическое
Молекулярная Клубкообразные Увеличивается под- Возможность взаимного
структура макромолекулы; вижность молекуляр- перемещения макромолекул,
значительное меж- ных цепей межмолекулярное взаимо-
молекулярное взаимо- действие в значительной сте-
действие пени упраздняется
Переработка Резка и холодная Пневмовакуумформо- Пластическое деформиро-
штамповка, разъемное вание, горячая штам- вание: .литье под давлением,
и неразъемное соеди- повка, вытяжка сво- экструзия, прессование, пено нение (склеивание), бодная и с пуансоном образование, каландрование,
декоративная отдел- и пр. центробежное (ротационное)
ка поверхности формование и так далее. Не-
разъемное соединение
(сварка)
Переработка частично кристаллических термопластов Таблица 1.2
Состояние
Твердое Размягченное Эластоплас- Вязкотекучее Деструкция
тическое
Молекуляр- Аморфные Возрастающая под- Возрастающее Возможность взаим- Молекуляр-
наяструк- и кристал- вижность аморфных расслоение ного перемещения ное разрушетура лические областей, кристалли- кристалличе- макромолекул ние
области ческие области оста- ских областей
прочные, ются прочными, зна-
значитель- чительное межмоле-
ное межмо- кулярное взаимодей-
лекуляр- ствие в кристалли-
ное взаимо- ческих областях
действие
Переработка В этой об- Резка и обработка Формование: Формование: литье Неразъемное
ласти не давлением, разъем- (см. табл. 1.1) под давлением, экстру- соединение
осущест- ное и неразъемное зия, прессование, цено- (сварка)
вляется соединение (склеи- образование, калан-
вание), декоратив- дрование, центробеж-
ная отделка поверх- ное (ротационное)
ности (см. табл. 1.1) формование и т. д.
Переработка реактопластов Таблица 1.3
Состояние
Твердый, стекловидный, ломкий Деструкция
Молекулярная Сетчатые макромолекулы Молекулярное расщепструктура ление реактопласта
Переработка Резка и холодная штамповка, разъемное и
неразъемное соединение, декоративная отдел-
ка поверхности
ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ ПОЛИМЕРОВ
15
Переработка эластомеров Таблица 1.4
Состояние
Твердый, стекловидный, ломкий Эластичный Деструкция
Молекулярная Сетчатые, редкосетчатое строение Молекулярное
структура В этом состоянии не принята, иногда Склеивание расщепление
Переработка осуществляется измельчение
Среди термопластов различают аморфные и частично кристаллизующиеся полимеры (табл. 1.1 и 1.2). Отличия между ними следует искать в степени упорядоченности надмолекулярной структуры. Если химическое строение макромолекулы затрудняет ее подвижность, а молекулярные цепи образуют точную надмолекулярную структуру, то подобное состояние называется аморфным. Подвижные макромолекулы образуют упорядоченную структуру в результате складывания в «пачки» и далее — в фибриллы, сферолиты и ламели (кристаллиты). В частично кристаллизующихся термопластах макромолекулы могут проходить как через аморфную, так и через кристаллическую область. Иногда они могут относиться одновременно к нескольким кристаллитам.
1.2. Температурный режим и переработка полимеров
Термопласты при нагреве расплавляются, а при последующем охлаждении затвердевают, в результате чего формируется изделие. Аморфные и частично кристаллизующиеся термопласты различаются по физическим и технологическим свойствам. Реактопласты и эластомеры деформируются только в процессе формования изделия. Дальнейшее тепловое воздействие (до температуры разложения) не изменяет их фазового состояния (табл. 1.3 и 1.4).
1.3. Параметры, влияющие на переработку
Специалистов, занимающихся переработкой полимеров, интересует не столько их синтез, сколько параметры, позволяющие разобраться в перерабатываемое™ термопластичных и термореактивных материалов. Эти данные позволяют сравнивать различные материалы между собой и помогают осуществлять контроль, необходимый при изготовлении высококачественной продукции.
1.3.1. Молекулярная масса и степень полимеризации
Информационная значимость этих двух величин в том, что с возрастанием их значений до определенной степени возрастают механические свойства материала и тем самым улучшаются его эксплуатационные характеристики. Растет температура плавления термопластов и улучшается их химическая стойкость, но при этом понижается текучесть расплавов, имеющая большое значение для процессов переработки. Например, сверхвысокомолекулярный полиэтилен уже не может быть переработан литьем под давлением или экструзией, а только прессованием или спеканием.
ВВЕДЕНИЕ В ТЕХНОЛОГИЮ ПОЛИМЕРОВ
1.3.2. Насыпная плотность, плотность заполнения, степень уплотнения
Технологичное полимерное сырье подлежит дозировке, причем решение об использовании объемного или весового дозирования принимается на основании сыпучести. При хорошей сыпучести выбор, как правило, делается в пользу объемной дозировки, в то время как весовая дозировка обеспечивает большую точность в процессе работы. Насыпная плотность обозначает вес брутто полимера г/см³. Если при этом масса испытывает нагрузку, получается плотность заполнения. Под степенью уплотнения, характерной для реактопластов, понимают отношение кажущегося удельного веса к насыпной плотности формовочной массы. Замер этих трех параметров осуществляется в соответствии со стандартом DIN 53 466Е
1.3.3. Текучесть полимеров
Текучесть полимеров вследствие цепного молекулярного строения отличается от характера течения жидкостей, состоящих из низкомолекулярных веществ.
Под текучестью понимают перемещение макромолекул в состоянии расплава относительно друг друга. Подробное рассмотрение текучести полимеров в рамках этой главы не представляется возможным. Мы намерены остановиться лишь на некоторых практических методах определения текучести полимеров.
1.3.3.1. Текучесть термопластов
Показатель текучести расплава (ПТР)
Замер ПТР стандартизирован в соответствии с DIN ISO 1133 (ГОСТ Н 645) и может быть осуществлен почти для всех неармированных термопластичных полимеров. Испытание проводится в момент выбора способа переработки материалов и при контроле поступающего сырья. Изготовители сырья предоставляют необходимые данные, касающиеся максимально допустимых значений деструкции. Это важно в работе с полимерами, требующими обязательной предварительной сушки. ПТР позволяет оценить соответствие материала стандартам качества.
Текучесть по спирали
Еще одним используемым на практике тестом, хотя и внутрипроизводственным (в том числе и для реактопластов), является спиральный тест. Для него также справедливо правило: чем большая масса вытекает за определенный период времени, тем лучше текучесть материала, и тем меньше средняя молекулярная масса. Проведение подобного испытания допустимо только в том случае, если полимеры с одинаковым химическим строением перерабатываются в равных условиях.
Величинами характеристическая вязкость
Для поливинилхлорида (ПВХ) величина N определяется в соответствии с DIN53 726. Она прямо пропорциональна характеристической вязкости, определяемой по текучести ¹ ²
¹ DIN, Deutsches Institut fur Normung — Институт стандартизации Германии.
² В РФ К — константа Фикенчера. — Примеч. науч. ред.