Общие сведения о пластмассах • Пластмассами

Общие сведения о пластмассах • Пластмассами (пластиками) называются материалы, получаемые на основе полимерных соединений и чаще всего формуемых в изделия методами, основанными на использовании их пластических деформаций. • Название « пластмассы » означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. • Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние. • Свойства полимеров, являющихся основой пластмасс, определяют свойства и технологический процесс производства пластмассовых изделий.

Искусственные полимерные материалы получают при обработке природных полимеров: целлюлоза + HNO 3 => целлюлоид 1856 г. , англичанин А. Паркес (Alexander Parkes) получил на основе целлюлозы новое вещество и представил его на всемирной выставке в 1862 г. в Лондоне под названием Паркезин. В 1866 - 1972 г. г. производство подобного материала под названием целлулоид (celluloid) было организовано в США изобретателем Д. Хайтом (John W. Hyatt) Первый синтетический пластик фенолформальдегидная смола «бакелит» (1909 г): поликонденсация C 6 H 5 OH с CH 2 O (-H 2 O) «Полимерная революция» - использования в качестве сырья продуктов переработки нефти. Начавшийся примерно с 1960 г. интенсивный перевод производства полимеров на базу сырья, получаемого переработкой нефти, обеспечивает благоприятные предпосылки для быстрого роста их производства и применения.

Области применения пластмасс • Электро - и радиотехника (корпуса, детали, электроустановочные изделия – розетки, вилки, выключатели); • машиностроение (корпуса, детали, используют в качестве теплоизоляции и звукоизоляции); • строительство (линолеум, отделочная плитка, потолки, плинтусы, перила, сантехника); • производство лакокрасочных материалов; • деревообрабатывающая промышленность (ДСП, производство мебели, отделочных материалов, фурнитуры); • производство потребительских товаров (посуда, культурно-бытовые товары и т. д. ); • производство тары и упаковки. • медицина (одноразовые шприцы, системы переливания крови, протезы, • перевязочные материалы, оболочки лекарств); • сельское хозяйство (пленки, инвентарь, трубы); • спорт (покрытия стадионов, залов, спортивный инвентарь, снаряжение).

Перспективы развития производства пластмасс • Расширение температурной области эксплуатации. Уменьшение зависимости прочностных и деформационных свойств полимеров от температуры. • Разработка полимеров с гетероатомами (борсодержащие фенольные смолы, фторуглеродные и силиконовые композиции). • Пластмассы, армированные кварцевыми и углеродными волокнами, нитевидными кристаллами обладают высокой прочностью в области повышенных температур. • Борьба со старением пластмасс. • Проблема поведения пластмасс при горении. • Переработка отходов из пластмасс.

Утилизация пластмасс сейчас 50% закапывают, 25% сжигают, 25% - вторичная переработка Пластмассы обладают низкими экологическими свойствами. Пластиковые отходы должны перерабатываться, поскольку при сжигании пластика выделяются токсичные вещества, а разлагается пластик за 100— 200 лет, а доля пластмассовых отходов увеличивается (в бытовом мусоре - это 40%).

Решение вопроса с отходами может идти следующими путями: а) захоронение (хранение на складах). Однако исследования показали, что вокруг склада загрязнены вредными веществами почва, водоемы, воздух. б) утилизация (уничтожение сжиганием) – однако большое количество пластмасс выделяют вредные вещества; в) вторичная переработка (рециклизация): необходима организация сбора отходов и исследование вопроса о том, сколько можно добавлять отходов и сколько раз их можно перерабатывать повторно. г) создание биоразлагаемых отходов, которые будут разрушаться в естественных условиях.

Материалы из пластмасс Детали машин Рулонные кровельные материалы Трубы

• На некоторых пластмассовых изделиях вы можете увидеть треугольник, стенки которого образуют стрелки. В центре такого треугольника размещается цифра. • Это обозначение - знак рециклирования, который делит все пластмассы на семь групп, чтобы облегчить процесс дальнейшей переработки. Полиэтиле нтерефтала т • В быту по этому значку можно определить для каких целей можно использовать пластмассовое изделие, а в каких случаях вообще отказаться от использования этого изделия. Полипропилен

Свойства пластмасс • высокий коэффициент использования материалов при получении изделий (95 -98%). У металлов – 20 -60% - при механической обработке, а при литье – 60 -80%. • высокая технологичность пластмасс – способность легко перерабатываться в изделия различными способами, и способность принимать сложные и простые формы. • высокие декоративные свойства - гладкая блестящая поверхность, не требующая дополнительной обработки, способность окрашиваться почти в любой цвет, высокая имитационная способность.

Свойства пластмасс • Средняя плотность пластмасс колеблется в широком диапазоне — от 15 до 2200 кг/м 3. Наиболее низкую плотность имеют пористые пластмассы. Существенное влияние на плотность оказывают наполнители. В среднем пластмассы в 6 раз легче стали и в 2, 5 раза легче алюминия. • Пластмассы, как правило, имеют высокую прочность как при сжатии, так и при растяжении и изгибе. Предел прочности при сжатии и растяжении наиболее высокопрочных пластмасс (стеклопластиков, древеснослоистых пластиков и др. ) достигает 300 МПа и более.

Свойства пластмасс • Твердость пластмасс это их способность сопротивляться внедрению других тел. Ее оценивают, относя силу, под действием которой внедряется индентор, к размеру отпечатка, образовавшегося при внедрении. • Даже для таких наиболее твердых пластмасс, как текстолиты (наполнитель— хлопчатобумажная ткань), твердость примерно в 10 раз меньше, чем стали. • Истираемость - свойство материала уменьшайся в объеме и массе вследствие разрушения поверхностного слоя под действием истирающих усилий. Количественно истираемость оценивается потерей массы образца, отнесенной к площади истирания в г/см 2. • Пластмассы (особенно эластичные) обладают низкой истираемостью. • Истираемость, например, безосновного однослойного поливинилхлоридного линолеума 0, 06 г/см 2, т. е. примерно такая же, как истираемость гранита (0, 025— 0, 13 г/см 2 ).

Свойства пластмасс • Сопротивление пластмасс ударным воздействиям, определяемое отношением ударной энергии на разрушение к площади поперечного сечения образца, достигает высоких значений для плотных пластмасс (50— 150 к. Дж/м 2) и может резко снижаться по мере увеличения их пористости. • Многие пластмассы, подвергаемые растяжению, характеризуются значительной деформативностью. Относительное удлинение, т. е. приращение длины материалов в момент разрыва к его первоначальной длине для пленок из полиэтилена - 300%, поливинилхлорида — 150%, бутилкаучука — 100%.

Модуль упругости или модуль Юнга • Если ввести относительное удлинение • и нормальное напряжение в поперечном сечении • то закон Гука в относительных единицах запишется как • Величина E называется модулем упругости и является механической характеристикой материала. Закон Гука выполняется только при малых деформациях. • При превышении предела пропорциональности связь между напряжениями и деформациями становится нелинейной.

Модуль упругости • Характеристикой упругих свойств материалов служит модуль упругости. Этот параметр для пластмасс значительно меньше, чем для других строительных материалов. Так, для стали он равен (2— 2, 2) • 105, древесины (0, 063— 0, 14) • 105, бумажного слоистого пластика (0, 021— 0, 028) • 105, полиэфирного стеклопластика (0, 022 — 0, 028) • 105 МПа. • Невысокие значения модуля упругости пластмасс способствуют постепенному увеличению необратимых деформаций при постоянной нагрузке — ползучести. Ползучесть пластмасс можно в значительной мере объяснить скольжением макромолекул полимерного связующего. Она существенно возрастает даже при незначительном повышении температуры. • Для пластмасс на основе пространственных полимеров, молекулы которых «сшиты» поперечными связями, ползучесть значительно меньше.

• В зависимости от модуля упругости выделяют жесткие, полужесткие, мягкие и эластичные пластмассы. • Жесткие пластмассы разрушаются хрупко с незначительным удлинением при разрыве (фенолоформальдегидные и полиэфирные пластмассы имеют модуль упругости более 1000 МПа). • Мягкие пластмассы (полиэтилен и др. ) имеют модуль упругости 20— 100 МПа, для них характерно высокое относительное удлинение при разрыве. • Полужесткие пластмассы (полипропилен и др. ) имеют промежуточные значения модуля упругости 400— 1000 МПа. • Для эластичных пластмасс (резины и близких к ней материалов) модуль упругости не превышает 20 МПа, при нормальной температуре деформации их в основном обратимы.

Теплостойкость пластмасс • Теплостойкость – способность материалов сохранять форму и размеры при нагревании под нагрузкой. Температура, при которой форма и размеры начинают меняться, характеризует верхний предел рабочей температуры. • Теплостойкость по Мартенсу представляет собой температуру, при которой в стандартном образце, подвергнутом действию регламентированной изгибающей нагрузки, возникают остаточные деформации. Таким образом, теплостойкость по Мартенсу характеризует стабильность формы при повышенных температурах под нагрузкой. • Теплостойкость пластмасс невелика. Для большинства пластмасс теплостойкость по Мартенсу равна 80 -140°С. Некоторые разновидности пластмасс (фторопласт– 4, кремнеорганические полимеры) обладают теплостойкостью до 200 - 250 °С. • Теплостойкость реактопластов определяют по потере массы образца при длительном нагреве при определенной температуре.

• Во многих случаях предельная рабочая температура определяется не степенью деформации материала, а другими факторами, зависящими от условий работы детали, например падением диэлектрических качеств с повышением температуры. • Термостойкость – способность пластмасс при нагревании противостоять химическому разложению. • Для деталей, работающих без нагрузки и при незначительных нагрузках, предельной рабочей температурой можно считать температуру, при длительном воздействии которой появляются признаки теплового перерождения материала. По мере повышения температуры развивается деструкция, т. е. разрушение полимеров или начинается их плавление. Эта температура может быть значительно выше температуры теплостойкости по Мартенсу. • Многие пластмассы являются легковоспламеняемыми и горючими; они горят открытым пламенем как в зоне огня, так и вне ее. • К трудновоспламеняемым относятся пластмассы на основе поливинилхлорида, фенолоформальдегидных, карбамидных, кремнийорганических полимеров. • Введение в горючие полимеры специальных добавок — антипиренов также переводит пластмассы в группу трудновоспламеняемых. • Не горят и не тлеют под действием огня фторопласты.

• Теплопроводность плотных пластмасс без наполнителя 0, 116— 0, 348 Вт/( м°С ). Для пористых пластмасс она приближается к теплопроводности воздуха и составляет 0, 028— 0, 0348 Вт/( м°С ). Введение минеральных наполнителей увеличивает теплопроводность пластмасс. • При низкой теплопроводности пластмассы характеризуются вместе с тем большим тепловым расширением. Коэффициент линейного теплового расширения полиэтилена (160— 230) • 10 -6 , поливинилхлорида (80— 90) • 10 -6, фенолоформальдегидных полимеров (10— 30) • 10 -6, стали - 12 • 10 -6. • Минимально допустимая температура эксплуатации, при которой пластмассы становятся хрупкими, колеблется в широком диапазоне: от — 10° С для винипласта до — 270° С для материалов из политетрафторэтилена.

Химическая стойкость пластмасс • Химическая стойкость обусловлена особенностями строения полимеров, наличием или отсутствием функциональных групп, способных претерпевать превращения в среде различных реагентов, наличием и частотой поперечных сшивок и др. • Наибольшей химической стойкостью по отношению к действию кислот и щелочей отличаются полимеризационные карбоцепные полимеры , не имеющие активных функциональных групп: полиолефины, полистирол, галоидсодержащие полимеры (поливинилхлорид, перхлорвинил, фторопласты). • Поликонденсационные полимеры обычно имеют в основной цепи гетероатомы и обладают более низкой стойкостью в химических средах, что обусловлено взаимодействием полимера с реагентами, сопровождающимися разрушением цепи.

Свойства пластмасс • Электропроводность пластмасс мала — примерно такая же, как у кварца. Поэтому пластмассы относят к диэлектрикам и применяют как электроизоляторы. • Хорошие антифрикционные свойства (низкий коэффициент трения) – фторопласт-4. Это свойство позволяет изготавливать детали, которые работают без смазки или минимальным количеством смазки. • Светопроницаемость пластмасс регулируется выбором связующих и наличием или отсутствием наполнителя. Пластмассы могут быть прозрачными, полупрозрачными и непросвечивающими. • Цветоустойчивость пластмасс при правильном выборе пигментов достаточно велика. Органические пигменты должны быть яркого, неизменяющегося во времени цвета, можно применять и тонкомолотые минеральные пигменты: охру, сурик, окись хрома и т. п.

Старение пластмасс • Серьезный недостаток пластмасс — их « старение » , т. е. изменение свойств во времени. Под влиянием кислорода воздуха, от действия солнечных лучей они разрушаются. • Процесс старения может быть вызван разрывом цепи молекул полимера, перегруппировкой структуры молекул. • Некоторые виды наиболее неустойчивых пластмасс снижают прочность, эластичность, изменяют цвет, становятся хрупкими. Старение иногда сопровождается выделением вредных химических соединений, что следует учитывать применении этих сравнительно новых строительных материалов. • В состав полимерных материалов вводят стабилизаторы, предотвращающие процесс распада молекул. Проблемы долговечности и снижения токсичности требуют дальнейшего изучения.

Пути регулирования свойств • С учетом свойств необходимо выбирать пластмассы исходя из их назначения и условий эксплуатации. Свойства пластмасс можно регулировать и получать пластмассы с заданными свойствами. • Пути регулирования свойств: 1. Состав пластмасс; 2. Способ получения полимера; 3. Сополимеризация; 4. Сшивание; 5. Способ получения изделия.

• Пластмассы могут быть простые, представляющие собой чистые полимеры, и сложные, в состав которых помимо полимера могут быть введены наполнители, пластификаторы, красители и другие добавки различного назначения. • Пластмассы подразделяются на термопластичные и термореактивные по реакции на теплоту.

Термопластичные полимеры • Термопластичные полимеры способны многократно размягчаться и отвердевать при попеременном нагревании и охлаждении. • Большинство из них хорошо растворимы в органических растворителях. • Характерной особенностью многих термопластичных полимеров является быстрое снижение механических свойств при повышении температуры. • Все эти свойства обусловлены линейным строением молекул полимера, их малой связью друг с другом, снижающейся при нагревании, и неспособностью к образованию сетчатых (сшитых) макромолекул. • Примеры термопластичных полимеров: полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид.

Термореактивные полимеры • Термореактивные полимеры отвердевают необратимо. Отверждение происходит в результате сшивания линейных молекул в пространственные структуры как с помощью отверждающих добавок (отвердителей, вулканизаторов), так и за счет активных групп самих полимеров. • В неотвержденном состоянии термореактивные полимеры обычно представляют собой олигомерные продукты. Термореактивные полимеры после отвердевания не растворяются ни в каких растворителях, хотя могут набухать в некоторых из них; при повышении температуры до некоторого предела они незначительно изменяют свои свойства, а затем наступает их термодеструкция (разложение). • В отвержденном виде термореактивные полимеры более твердые и прочные, чем термопластичные. • Примеры термореактивных полимеров: фенолформальдегидные, карбомидные, эпоксидные полимеры.

Основные компоненты пластмасс • Основным и обязательным компонентом пластмасс является полимер, но только лишь некоторые строительные пластмассы целиком состоят из полимера (например, органическое стекло, состоящее из полиметилметакрилата). • Полимер в пластмассах выполняет роль связующего. От вида полимера, его свойств и количества зависят важнейшие свойства этих многокомпонентных материалов. • В состав большинства пластмасс входят и другие компоненты: наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, красители и др.

Пластификаторы • В некоторые термопластичные пластмассы вводится пластификатор, который, проникая внутрь полимера, вызывает его набухание. При этом уменьшаются силы межмолекулярного сцепления и облегчается формуемость. • Особенно необходимо введение пластификатора, когда температура деструкции (разрушения) ниже температуры формования полимера. • Пластификаторы — вещества, которые в смеси с полимерами придают им большую пластичность. При этом понижается температура стеклования и расширяются пределы температур в которых сохраняется высокоэластичное состояние. • Пластификаторы облегчают переработку пластмасс, снижая температуру перехода полимера в вязкотекучее состояние.

• Молекулы пластификатора проникают между макромолекулами и раздвигают их и ослабляют силы межмолекулярного взаимодействия в структуре полимера. • Пластификаторы должны хорошо совмещаться с полимером, не испаряться, быть химически стабильными и экологически безвредными. • В качестве пластификаторов используют нелетучие органические жидкости, хорошо совмещающиеся с полимером (например, глицерин, диоктилфталат, низкомолекулярные полиэфирные смолы). Количество пластификатора в пластмассе может достигать 30. . . 50 % от массы полимера. • Пластификаторы – снижают жесткость, хрупкость, увеличивают гибкость, пластичность.

Наполнители • При изготовлении изделий из термореактивных пластмасс следует иметь в виду их большую усадку (10. . . 18%). Для снижения усадки и повышения механических свойств в состав пластмасс вводят наполнители, которые могут быть: 1) порошковыми (древесная мука, асбестовая мука, кварцевая мука и т. д. ); 2) волокнистыми (хлопковые очесы, асбестовое волокно, стекловолокно); 3) листовыми (бумага, х/б ткань, стеклоткань, асбестовая ткань, древесный шпон). • Частицы наполнителя смешиваются с остальными компонентами. Они пропитываются связующим и склеиваются в твердую и плотную массу. • Подбором наполнителей можно изменить и другие свойства пластмасс (коэффициент трения, электроизоляционные свойства, прочность, теплостойкость и т. п. ).

• Наполнители, уменьшая содержание полимера в пластмассах, значительно снижают их стоимость, усадку и деформативность. • Минеральные наполнители, увеличивают теплостойкость и атмосферостойкость пластмасс и снижают горючесть. • Листовые и волокнистые наполнители резко повышают прочность пластмасс на растяжение и изгиб. • Подбором наполнителей можно изменить и другие свойства пластмасс (коэффициент трения, электроизоляционные свойства, прочность, теплостойкость и т. п. ). • Для уменьшения возможной в процессе деформирования окислительной или термической деструкции в состав пластмасс вводят стабилизаторы, противоокислители.

Стабилизаторы Это специальные добавки, которые используют при производстве пластмасс. Стабилизаторы способствуют сохранению свойств пластмасс во времени, препятствуют необратимому изменению свойств под воздействием тепла, кислорода, света влаги, т. е. замедляют их старение. • Термостабилизаторы , препятствуют термоокислительной деструкции (амины, фенолы). Блокируют активные центры, образующиеся при деструкции. • Светостабилизаторы (сажа и др. ) поглощают энергию ультрафиолетовых лучей и предотвращают разрыв молекул полимера.

Отвердители, инициаторы, газообразователи, красители • Отвердители — вещества, с помощью которых осуществляется сшивка линейных молекул олигомеров в сетчатые полимерные молекулы. Ими являются ди- и полифункциональные соединения (формальдегид, диамины, карбоновые кислоты). • Инициаторы ускоряют процессы отверждения. • Газообразователи вводят в состав газонаполненных пластмасс (поро- и пенопластов). При нагревании эти химические соединения разлагаются с выделением газообразных веществ, например, (NH 3)2 CO 3 2 NH 3+CO 2+H 2 O • Красители вводят в состав при необходимости окрашивания пластмассы. Красители подразделяются на: • - пигменты, не растворяющиеся в окрашенной массе; • - органические – пигменты, растворяющиеся в окрашенной массе. • Антипирены – снижают горючесть пластмасс. Используются эфиры фосфорной кислоты, соединения сурьмы, изоцианаты и др. • Смазывающие вещества – снижают горючесть пластмасс и облегчают извлечение изделия из формы. Это вещества с низкой адгезией (стеараты кальция, магния, кремнеорганические соединения).

Классификация пластмасс • По термическим свойствам пластмассы подразделяются на: а) термопластичные; б) термореактивные. • По природе связующего полимера пластмассы подразделяются: а) на основе синтетических полимеров; б) на основе видоизмененных природных полимеров (на основе эфиров целлюлозы).

В зависимости от входящих в состав компонентов все пластмассы можно разделить на следующие виды: • пресспорошки —пластмассы с порошкообразными наполнителями; • волокниты — пластмассы с волокнистыми наполнителями (хлопчатобумажные волокна, стекловолокна, асбестовые волокна); • слоистые пластики —пластмассы с наполнителями в виде ткани или бумаги (текстолит, стеклотекстолит, гетинакс); • литьевые массы — пластики, обычно состоящие только из одного компонента — смолы; эти массы классифицируют по типу смолы; • листовые термопластмассы, состоящие из смолы и небольшого количества пластификатора и стабилизатора (органическое стекло, винипласт).

• По характеру макроструктуры пластмассы подразделяются на: • а) однородные – без добавок, имеют стекловидный излом (полистирол, полиэтилен, полиметилметакрилат). • б) неоднородные – в изломе виден наполнитель(фенопласты, аминопласты)

Пластмассы различают по виду связующего материала : • а) фенопласты, в которых в качестве связующего используют фенолоформальдегидные смолы; • б) аминопласты, в которых в качестве связующего используют мочевиноформальдегидные и меламиноформальдегидные смолы; • в) эпоксипласты, в которых в качестве связующего используют эпоксидные смолы и т. д.

В зависимости от области применения различают пластмассы: • общего назначения (пресспорошки); • с высокими диэлектрическими свойствами (полиэтилен, полипропилен, полистирол, гетинакс и др. ); • конструкционные (текстолит, стекловолокнит и др. ); • обладающие фрикционными свойствами (асботекстолит, асбоволокнит и др. ); • обладающие антифрикционными свойствами (волокниты, полиамиды, фторопласт и др. ); • химически стойкие (фторопласт, полиэтилен, полипропилен, винипласт и др. ); • теплостойкие (стеклопластики на основе кремнийорганических смол, фторопласты, поликарбонаты и др. ); • теплоизоляционные, обладающие низким коэффициентом теплопроводности и малой плотностью (газонаполненные пластмассы — пенопласты, поропласты) и т. д.

Переработка пластмасс в изделия Важнейшие методы переработки пластмасс в изделия можно разделить в зависимости от состояния полимера (связующего) при формовании: • формование из полимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии (литье под давлением, экструзия, горячее прессование, спекание, каландрование); • переработка материалов, находящихся в высокоэластическом состоянии (вакуумное и пневматическое формования, горячее штампование листов или пленочных полуфабрикатов), • формование из пластмасс, находящихся в твердом (стеклообразном или кристаллическом состоянии), основанное на способности полимерных материалов проявлять вынужденную высокоэластичность, с использованием методов холодной штамповки, прокатки и др. ; • изготовление изделий непосредственно из жидких мономеров , так называемым химическим формованием, при котором полимеризация производится непосредственно в формах, соответствующих формам изделий или полуфабрикатов (например, листовое органическое стекло); • формование изделий из растворов и дисперсий полимеров: получение пленок методом полива с последующим испарением жидкой фазы; окунанием формы; ротационным формованием.

Принципиальная схема процесса литья под давлением Литье под давлением – процесс, во время которого материал переводится в вязкотекучее состояние и затем впрыскивается под давлением в форму, где происходит оформление изделия. 1. Дозирование материала и загрузка его в цилиндр. 2. Пластификация материала. 3. Впрыск пластифицированного материала в сомкнутую форму и выдержка его под давлением. 4. Охлаждение изделия в форме. 5. Размыкание формы и удаление изделия из неё.

Экструзия • это способ переработки полимерных материалов непрерывным продавливанием их расплава через формующую головку, геометрическая форма выходного канала которой определяет профиль получаемого изделия или полуфабриката. Схема одношнекового экструдера: 1 - бункер; 2 - шнек; 3 - цилиндр; 4 - полость для циркуляции воды; 5 - нагреватель; 6 - решетка с сетками; 7 - формующая головка. Технологический процесс экструзии складывается из последовательного перемещения материала вращающимся шнеком в его зонах (см. рис. ): питания (I), пластикации (II), дозирования расплава (III), а затем продвижения расплава в каналах формующей головки.

• Большинство термопластов и композиций на их основе могут перерабатываться экструзией. • Для этого достаточно, чтобы время пребывания расплава в экструдере при данной температуре было меньше времени термостабильности полимера при той же температуре. • Наиболее широко применяется экструзия крупнотоннажных полимеров следующих типов: ПЭ, ПП, ПС, ПК, ПА, ПВХ (пластифицированный и непластифицированный), ПЭТФ, а также смеси с неорганическими и полимерными наполнителями и более сложные композиции на их основе. Изделия Все изделия, получаемые на основе термопластов методом экструзии, могут иметь в принципе неограниченную длину. Поперечник изделий ограничивается главным образом диаметром шнека экструдера. Чем больше D, тем шире, толще могут получаться изделия.

Формование изделий может осуществляться несколькими способами: • термоформованием (вакуум- и пневмоформование), • ротационным формованием, • выдувным формованием предварительно экструдированной заготовки (экструзионно- выдувное формование), • штамповкой.

Вакуумформование • процесс формования изделий из заготовок Схема вакуумформования в виде пленки или листа, нагретых до температур, при которых полимер переходит в высокоэластическое состояние. Давление, необходимое для формования изделий, создается за счет разности давлений между наружным атмосферным давлением и разряжением, создаваемым в полости между листом и поверхностью формы (до 0, 07 -0, 085 МПа). • Основная особенность этого способа переработки полимеров заключается в том, что формование изделий осуществляется не из расплава, а из заготовок полимерного материала (листа, пленки), нагретых до размягченного состояния, которые затем приложенным усилием оформляются в изделия и затем охлаждаются при сохраняющемся усилии формования (рис. 1). Стаканчики, полученные вакуумформованием

Пневмоформование • это процесс формования изделий сжатым воздухом из заготовок в виде пленки или листа, нагретых до температур, при которых осуществляется высокоэластическая деформация полимера. • Заготовку из перерабатываемого материала нагревают до температуры, соответствующей переходу в высокоэластическое состояние (для Объемная форма, аморфных полимеров) или до изготовленная методом температуры приближенной к плавлению кристаллической фазы (для пневмоформования кристаллизующихся полимеров). • Под влиянием сжатого воздуха (давление до 2, 5 МПа) в заготовке развиваются обратимые высокоэластические деформации, которые "замораживаются" в результате быстрого охлаждения соприкасающегося с холодной формой материала.

Ротационное формование Схема • метод изготовления тонкостенных ротационного формования полых изделий во вращающейся форме: заполненная порошкообразным или гранулированным материалом закрытая металлическая форма вращается вокруг двух и более пересекающихся осей. • При этом происходит распределение Этим методом перерабатываются такие сырьевого материала по внутренней термопластичные материалы, как поверхности полости формы, а наполненный техническим углеродом одновременный нагрев формы полиэтилен, полиамиды. Также этим способствует его расплавлению с методом возможно изготовление изделий образованием тонкого покрытия в из термореактивных полимерных материалов, таких как полиуретаны, виде оболочки. эпоксидные композиции и т. д. Из смесей • Фиксация формы и размеров полимеров, отличающихся друг от друга получаемого полого изделия значениями температуры плавления, достигается охлаждением получают двухслойные изделия с расплавленного материала. различными свойствами слоев.

Метод раздувного формования • Производство изделий этим методом осуществляется в две стадии: сначала получают трубную заготовку с температурой несколько ниже температуры плавления, которую затем раздувают сжатым воздухом. В основе этой технологии лежит использование не только пластической, но и преимущественно высокоэластической деформации. • В зависимости от выбранного способа получения заготовки различают два метода раздувного формования: экструзионный и литьевой. • Экструзионный метод раздувного формования: с помощью экструдера формуется заготовка в виде трубки (рукава), которая затем поступает в форму, в которой происходит процесс формования изделия за счет создания внутри заготовки повышенного давления воздуха. • Литьевой метод раздувного формования предполагает получение заготовки методом литья под давлением. • Чаще всего получают полые и объемные изделия из термопластов - канистры, бочки, бутыли, флаконы, игрушки и т. п.

Каландрирование • В этом процессе непрерывный лист или пленку получают при пропускании размягченного материала между двумя или более валками. • Каландры были первоначально разработаны для переработки резины, а в настоящее время широко используются для переработки термопластов, в основном мягкого ПВХ. Каландрование заключается в заливке пластичной массы в щель между двумя валками, где она формуется в пленку, которая затем проходит через остальные валки. Материал выходит в виде непрерывной пленки, толщину которой определяет зазор между последней парой валков. Поверхность пленки зависит от поверхности последнего валка и может быть блестящей, матовой или структурированной.