Способы переработки пластмасс 2 Методы переработки пластмасс

Способы переработки пластмасс

2 Методы переработки пластмасс

3 Методы переработки пластмасс

4 Методы переработки пластмасс Прессованием перерабатывают как термореактивные, так и термопластичные полимеры. Наиболее широкое распространение получил способ прямого горячего прессования реактопластов. Методом горячего прессования обычно получают изделия из фенолоформальдегидных или меламиноформальдегидных смол. Температура прессования — от 150 до 200 С, давление — 15 — 25 МПа, время отверждения — до нескольких минут.

5 Методы переработки пластмасс Блок-схема основных стадий процессов формования изделий методами прессования и литья под давлением

6 Методы переработки пластмасс Изделия, получаемые методом горячего прессования : • электроустановочные изделия: корпуса электросчетчиков, розетки, щитки (фенолоформальдегидные смолы) • из аминопластов получают посуду для хранения сухих и сыпучих продуктов, тарелки, галантерейные изделия, культтовары. Недостатки горячего прессования vсложность получения равномерного расплава внутри прессформы и полное ее заполнение v. Детали формы подвержены быстрому износу v Довольно часто при снижении температуры процесса часть материала остается нерасплавленной, имеет высокую вязкость, плохо растекается, от этого образуются раковины на поверхности, что переводит изделие в брак vпериодичность процесса требует громоздкого оборудования

7 Методы переработки пластмасс Пресс-формы для горячего прессования в — литьевое прессование; 1 — материал помещен в камеру; 2 — материал продавлен через сопло в закрытую пресс-форму

8 Методы переработки пластмасс Преимущества литьевого прессования: Ш равномерная температура массы расплава, ее гомогенность приводят к равномерному отверждению изделия; Ш низкий износ деталей пресс-формы, так как давление не оказывается непосредственно на полимер; Ш возможность изготавливать изделия более сложной конфигурации и использовать закладную арматуру, так как нет высоких сдвиговых усилий материала, как при прямом прессовании. Ш Качество изделий, получаемых методом литьевого прессования, оказывается очень высоким.

9 Литье под давлением Поршневой (а) Схемы машин: 1 — загрузочная воронка; 2 — поршень; 3 — изделие; 4 — форма; 5 — литник; 7 — материальный цилиндр

10 Литье под давлением Шнековой (б) Схемы машин: 1 — загрузочная воронка; 3 — изделие; 4 — форма; 5 — литник; 6 — шнек; 7 — материальный цилиндр

11 Методы переработки пластмасс Качество готового изделия зависит от трех главных параметров технологического режима: qтемпературы материального цилиндра q давления впрыска расплава q температуры формы

12 Методы переработки пластмасс Дефект Причина Образование волосяных трещин Низкая температура формы, высокое давление впрыска, повышенная влажность полимера Вмятины Низкая температура цилиндра, малое время выдержки формы в сомкнутом состоянии, малое время охлаждения, неудачная конструкция литников Чередование матовых и блестящих участков Низкая температура формы, ее изношенность Раковины, пузыри Низкое давление впрыска, неправильная конструкция литников, высокое содержание влаги в полимере

13 Экструзия - Процесс непрерывного выдавливания материала, находящегося в вязкотекучем состоянии, через канал формующего инструмента (головки), конфигурация которого определяет профиль изделия. Важнейшие параметры экструдера: - шнек и его конструкция - экструзионные головки

14 Экструзия Принципиальное устройство одношнекового экструдера: 1 - бункер; 2 - червяк (шнек); 3 - цилиндр; 4 - полость для циркуляции воды; 5 нагреватель; 6 - решетка с сетками; 7 - формующая головка.

15 Экструзия Достоинства v. Непрерывность и стабильность процесса v. Точность размеров и хорошее качество изделий v. Высокая производительность v. Экономичность v. Универсальность v. Легкость регулирования и возможность автоматизации процесса

16 Методы переработки пластмасс Поперечный разрез профильных изделий, получаемых методом экструзии

17 Экструзия - Все существующие головки можно разделить на два типа: - головки для получения сплошных профилей - головки для получения полых изделий Головки, которые позволяют получать листовые материалы, называют плоскощелевыми. Головки для получения полых изделий имеют кольцевую форму.

18 Методы переработки пластмасс Схема получения рукавной экструзионнораздувной пленки по схеме «сверху-вниз» : 1 — головка экструдера; 2 — раздутый рукав; 3 — приемные и намоточные валки

19 Методы переработки пластмасс Экструзионно-выдувное формование изделия из рукава (а)

20 Методы переработки пластмасс Инжекционно-выдувное формование изделия из рукава (б)

21 Каландрование Схема получения пленок на каландре: 1 — загрузка; 2, 3, 4, 5 — обогреваемые валки; 6 — охлаждающий валок; 7 — направляющий ролик; 8 — прием пленки

22 Термоформование Наиболее распространенный метод переработки листовых (либо пленочных) материалов в изделия. Термопластичные материалы должны обладать некоторыми специфическими свойствами: • низкой удельной теплоемкостью для обеспечения быстрого нагрева и охлаждения • высокой температуропроводностью • относительно низкой температурой формования • Термоформованием перерабатывают ПС, ПВХ, ПММА, ПЭ высокой и низкой плотности, ПП, АБС-пластики

Термоформование ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ТЕРМОФОРМОВАНИЯ В зависимости от способа создания движущей силы процесса деформирования заготовки в готовое изделие различают следующие методы термоформования пластмасс: vвакуумный v пневматический v гидравлический v механический v комбинированный

Термоформование Схема реализации процесса вакуумного формования: 1 – нагревательное устройство; 2 – прижимная рама; 3 – плоская полимерная заготовка; 4 – формующая матрица; 5 – отформованное изделие

Термоформование Схема реализации процесса механотермоформования: 1 – нагревательное устройство; 2 – прижимная рама; 3 – плоская полимерная заготовка; 4 – формующий пуансон; 5 - отформованное изделие

Термоформование Схема однопозиционной машины для пневмовакуум-формования. 1 - вакуум-насос; 2 - ресивер; 3, 4 - нагреватели; 5 - верхний пуансон; 6 - рамка; 7 - форма; 8, 9 - клапаны; 10 - клапанный распределитель.

Безнапорное формование Существуют следующие модификации метода: Ш полимеризация в форме Ш формование из пластизолей Ш формование из сухого порошка полимера — спекание порошков.

Безнапорное формование Полимеризация в форме — процесс, в котором затвердевание в форме происходит в результате реакции полимеризации мономера, смеси мономеров или олигомера (низкомолекулярного полимера). Формование из пластизолей применяют в основном для формования пластизолей ПВХ (жидкая суспензия частиц ПВХ в пластификаторе). ПВХпластизоль выливают в форму, которая вращается для получения слоя полимера равномерной толщины. Из-за вращения формы полимер формуется у стенок и оказывается полым внутри.

Безнапорное формование Разновидностью метода формования из пластизолей является способ макания (окунания). Таким образом формуют также изделия из латексов каучуков. Спекание порошков не требует применения сложного оборудования. Этот метод существует в двух вариантах — с вращением и без вращения формы. Полимерные гранулы предварительно измельчают в высокоскоростных мельницах. Размер частиц порошка 0, 2— 0, 6 мм. В горячую форму засыпают смесь ингредиентов сухой полимерной композиции, и форма начинает вращаться.

Безнапорное формование Достоинством этого метода является отсутствие ориентации и как следствие — отсутствие внутренних напряжений. Спеканием порошков перерабатывают фторсодержащие полимеры (политетрафторэтилен, фторопласты), полиолефины, поликарбонат. Разновидность данного метода — спекание порошков на открытой свободной поверхности.

Отделка изделий К отделке в горячем состоянии относятся аппликация, маркировка (клеймение), нанесение гравированного рисунка на поверхность. Аппликация — нанесение контрастных или многоцветных рельефных элементов декора из того же материала на поверхность в горячем состоянии. При охлаждении образуется прочный адгезионный контакт. Маркировку (клеймение) используют для тары. Нанесение гравированного рисунка на поверхность изделия производится в горячем состоянии и заключается в воспроизведении деталей литьевых форм или пресс-форм. Это наиболее распространенный способ декорирования литых или выдувных изделий. Рельефный рисунок на поверхности листов или пленок создает тиснильный вал.

Отделка изделий Отделка в холодном состоянии — крашение, лакирование, печать (флексография, трафаретная, тампонная, глубокая), тиснение красочной или металлизированной пленкой, нанесение деколя, манжеты. • Крашение и лакирование — нанесение красочного слоя на полимер проводится в тех случаях, когда нужна внешняя, декоративная отделка (например, для деталей автомобилей, интерьера его салона). • Печать на полимерах — распространенный вид отделки. Чаще используется для декорирования пленок, тары (упаковки).

Отделка изделий Виды печати: § Флексография (эластография) — печать с резиновых форм — позволяет получать многоцветный рисунок в 4— 6 красок. Нанесение производится на высокоскоростных печатных машинах. § Трафаретная печать используется для нанесения на плоские или криволинейные поверхности. Краска втирается ракельным ножом или распыляется (аэрография) через пробелы в шаблоне-трафарете (например, через капроновую сетку), оставляя напечатанным текст или рисунок в один цвет.

Отделка изделий § Тампонная печать — печать с помощью тампона (полой резиновой груши), который переносит краску в один цвет с типографского клише на поверхность любой криволинейной формы. § Глубокая печать позволяет наносить тексты или многоцветные рисунки типографскими красками с печатных растровых валов (дискретными точками). Краска, растекаясь, образует полутона между точками. Полученный рисунок напоминает фотографию. § Тиснение красочной или металлизированной пленкой осуществляют на прессах малой мощности с печатной формойпуансоном. Пленка, которая используется для этого способа декорирования, состоит из нескольких слоев: пленки-подложки (лавсан), грунтовочного воска, красочного слоя и слоя клея. На изделие накладывают красочную или металлизированную пленку адгезионным (клеевым) слоем к пластмассе. Печатная формапуансон прижимает и одновременно вырубает необходимый оттиск при температуре 100— 150 С.

Отделка изделий Разновидностью этого способа является нанесение деколя — многоцветного рисунка на антиадгезионной бумажной подложке. Полимерные изделия часто подвергают такому виду отделки, как металлизация. Металлизация может осуществляться Ш в вакууме термическим испарением металлов, Ш катодным распылением металлов; Ш при обычных давлениях — гальваническим способом (электролитическое осаждение металлов), Ш нанесением лака, смешанного с металлической пудрой.

Отделка изделий • Декорирование с помощью «манжеты» Кольцевую термоусадочную прозрачную пленку (манжету) с многоцветным рисунком надевают на бутылку или банку, затем кратковременно нагревают, пленка усаживается и плотно облегает корпус изделия. В результате создается впечатление, что рисунок нанесен типографским способом, поскольку пленка становится невидимой.

Дефекты при изготовлении изделий из пластмасс I Дефекты состава Инородные включения Пониженная механическая прочность Повышенное водопоглощение Видимые посторонние включения, являющиеся результатом загрязнения композиции пластмасс или оборудования Возникает при малом или избыточном содержании наполнителя Результат избыточного количества гигроскопических наполнителей

Дефекты при изготовлении изделий из пластмасс II Дефекты формования Коробление Искривление формы изделий, вследствие различия температур пуансона и матрицы пресс-формы, извлечение из формы неохлажденного или неотвержденного изделия, неравномерной усадки компонентов Трещины Раковины Узкие щели в изделиях, возникающие вследствие значительных внутренних напряжений при нарушении температурного режима формования, а также излишней влажности формовочной смеси Пустоты в изделиях вследствие попадания посторонних газовых включений

Дефекты при изготовлении изделий из пластмасс II Дефекты формования Вздутие Сколы Заусенцы Мелкие или крупные выпуклости на поверхности вследствие повышенного содержания влаги в смеси, нарушение режима формования Углубления на поверхности изделий, возникающие при механических повреждениях Острые выступы по краю и дну изделия

Дефекты при изготовлении изделий из пластмасс II Дефекты формования Облой (грат) Утолщение на поверхности изделий по месту разъема формы вследствие избытка или малой текучести пресс-порошка Риски и царапины Результат обработки поверхности прессформы крупнозернистым абразивным материалом или повреждения посторонними включениями на поверхности пресс-формы Матовость Пятна пониженного блеска, образующиеся при недостаточной полировке и смазке формы, низкой температуре или недостаточной выдержке при прессовании

Дефекты при изготовлении изделий из пластмасс II Дефекты формования Следы от литникового канала Неудаленный остаток материала, вышедшего из литникового канала, на лицевой поверхности изделия Следы от Выступы и углубления на корпусе, выталкивателя возникающие при выталкивании из формы незатвердевшего изделия Следы от разъема формы Утолщенный шов на поверхности изделия от затекания пластмассы при неплотном соединении частей пресс-формы

Дефекты при изготовлении изделий из пластмасс III Дефекты отделки Ш Некачественное удаление облоя Ш Плохая заполировка рисок, царапин и следов от разъемов пресс-форм Ш Нечеткий рисунок Ш Смещение составных частей декора Ш Отслоение декора Ш Растекание красителя и др. Недопустимые дефекты- раковины, трещины, разводы, облой, коробление свыше 0, 5% габаритных размеров, миграция красителя, смещение рисунка и растекание красителя, искажающие внешний вид изделия.