Найти в Дзене
Максим Фомин

Полный цикл формования полимерных изделий

Пластмассы - материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации. Полимеры — это высокомолекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями. Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки, такие как: стабилизаторы, красители, пластификаторы, активные и неактивные наполнители и др. Переработка пластмасс — это совокупность технологических процессов, обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфигурацией, точностью и эксплуатационными свойствами. Высокое качество изделия будет достигнуто, если выбранные материал и технологический процесс будут удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям изделия: электрической и механической прочности, диэлектрической проницаемости, тангенсу угла диэлектрических потерь, прочности, плотности и т. п. Эти требования дол

Пластмассы - материалы на основе органических природных, синтетических или органических полимеров, из которых можно после нагрева и приложения давления формовать изделия сложной конфигурации.

Полимеры — это высокомолекулярные соединения, состоящие из длинных молекул с большим количеством одинаковых группировок атомов, соединенных химическими связями. Кроме полимера в пластмассе могут быть некоторые добавки, такие как: стабилизаторы, красители, пластификаторы, активные и неактивные наполнители и др.

Переработка пластмасс — это совокупность технологических процессов, обеспечивающих получение изделий - деталей с заданными конфигурацией, точностью и эксплуатационными свойствами.

Высокое качество изделия будет достигнуто, если выбранные материал и технологический процесс будут удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям изделия: электрической и механической прочности, диэлектрической проницаемости, тангенсу угла диэлектрических потерь, прочности, плотности и т. п. Эти требования должны быть учтены при создании элементной базы (микросхем, микросборок и т. п.) и элементов базовых несущих конструкций, печатных плат, панелей, рам, стоек, каркасов и др.

При переработке пластмасс в условиях массового производства для обеспечения высокого качества изделий решают материаловедческие, технологические, научно-организационные и другие задачи.

Материаловедческие задачи состоят в правильном выборе типа и марки полимера, таким образом, чтобы обеспечить возможность формования изделия с заданными конфигурацией и эксплуатационными свойствами.

Технологические задачи включают в себя всю совокупность вопросов технологии переработки полимеров, обеспечивающих качество изделия: подготовку полимеров к формованию, разработку-определение 6 технологических параметров формования, разработку инструмента, выбор оборудования.

1. Классификация методов переработки

Производство изделий из полимерных материалов является сложной и ответственной задачей, так как именно из полимеров сегодня изготовляется половина предметов быта, техники, косметики и мебели.

Переработка термопластов и реактопластов связана с протеканием широкого ряда различных физических и химических процессов. Получение качественных изделий из термопластов определяется в первую очередь степенью завершенности физических процессов, таких как нагревание, охлаждение, ориентация, кристаллизация, релаксация и т.д.

В свою очередь при получении изделий из реактопластов главная роль принадлежит химическим процессам.

На основе вышеизложенного можно составить определенную классификацию методов переработки полимерного сырья:

  1. Переработка пластмасс в вязкотекучем, пластицированном состоянии (литье под давлением, экструзия, прессование, каландрование, ротационное формирование и др.) основана на способности расплава полимеров к значительным необратимым пластическим деформациям при одновременном действии нагрева и давления.
  2. Формирование полимеров из заготовок, находящихся в твердом (стеклообразном или высокоэластическом) состоянии – это методы (вакуум- и пневмоформование, раздувное формование, горячая штамповка и др.), базирующиеся на способности нагретых полимерных материалов к значительным обратимым деформациям.
  3. Производство изделий из полимеров, находящихся в твердом (стеклообразном) состоянии (штамповка, прокатка, протяжка и др.), основано на возможности полимеров проявлять вынужденную эластичность.
  4. Формирование полимеров без давления с использованием растворов или дисперсий – метод полива (производство пленок), ротационное формирование пластизолей (изготовление игрушек), получение волокон.

В классификации процессов переработки реактопластов учитывается, что исходный продукт - олигомер – имеет низкое значение молекулярной массы (200– 3000), вследствие чего его вязкость на начальном этапе формирования невелика. Практически во всех способах переработки реактопластов в исходном состоянии они вязкотекучи или эластичны. Учитывая это, методы переработки реактопластов можно классифицировать:

1. Методы прямого формования изделий:

  • Полимеризация в форме
  • Контактное формование
  • Мокрая намотка
  • Прокатка
  • Напыление на форму
  • Формирование эластичным мешком
  • Пропитка в форме под вакуумом и давлением

2. Методы формирования изделий из полуфабриката:

  • Прессование компрессионное и трансферное (пресс-литье)
  • Литье под давлением
  • Штранг-прессование
  • Формирование из премиксов и препрегов
-2
-3

2. Выбор метода переработки

Для точного определения метода переработки необходимо определить конкретный полимерный материал, который выбирается на основе условий работы изделия, технических требований, прилагаемых к изделию, внешнего вида изделия.

Для производства одного изделия из одного материала может быть использовано несколько различных технологий изготовления. В таком случае встает вопрос оптимизации производства. В процесс оптимизации входит выбор наиболее быстрого и менее ресурсоемкого технологического процесса изготовления.

Логично, что погонажные изделия, такие как трубы, ленты, пленки и различные профили изготавливают с использованием экструзионного оборудования.

Для единичных, или же штучных изделий, наиболее распространена технология литья под давлением, прессования, экструзии с раздувом, вакуумформование термопластов.

Понятия о свойствах материала и изделия позволяют сузить круг возможных методов переработки. На выбор технологии влияют такие свойства материала как вязкость, различные температуры (эксплуатации, стеклования, хрупкости, высокоэластичного и вязкотекучего состояния), ПТР, эластические и пластические деформации и др. В совокупности с размерами материала (толщина стенки, площадь проекции) можно определить необходимое давление для производства изделия, что дает возможность лучше выбрать необходимую технологию и оборудование. На выбор способа переработки также влияет количество изготавливаемых изделий, или тиражность, которая определяет необходимую производительность оборудования, необходимость использовать формы с несколькими гнездами.

3. Разработка технологической схемы производства изделия «Химический анкер»

Приём и хранение сырья

Гранулированные полипропилен и сополимеры пропилена при комнатной температуре не выделяют в окружающую среду токсических веществ и не оказывают вредного влияния на организм человека при непосредственном контакте. Работа с ними не требует особых мер предосторожности.

Полипропилен и сополимеры пропилена принимают партиями. Партией считают количество гранулированного полимера одной марки и сорта массой не менее 1 т, сопровождаемое одним документом о качестве.

Документ должен содержать: наименование и товарный знак предприятия изготовителя; условное обозначение продукта; номер партии; дату изготовления; массу нетто;

Полипропилен и сополимеры пропилена упаковывают в пяти-, четырехслойные бумажные мешки по ГОСТ 2226-88 марки НМ с открытой горловиной и внутренним полиэтиленовым вкладышем, бумажные влагопрочные мешки типа ВМ по ГОСТ 2226-88 или пяти-, четырехслойные мешки марки ПМ по ГОСТ 2226-88 с открытой или закрытой горловиной, или в полиэтиленовые мешки по ГОСТ 17811-78.

Полимер хранят в закрытом сухом помещении, исключающем попадание прямых солнечных лучей, на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов при температуре не выше 30 °С, относительной влажности - не более 80%.

Подготовка сырья

Подготовка сырья выполняется в зависимости от особенностей его переработки, состава материала для производства изделия и требований к изделию. Подготовительные операции включают смешение полимера с наполнителями или концентратами пигментов, смешения разных видов полимерных материалов (например, гранулы с «дробленкой»), а также предварительную сушку.

На крупных предприятиях используют автоматическую систему подачи сырья с помощью специальных магистралей прямиком со склада.

Формование изделия

Формование осуществляется при помощи специального основного технологического оборудования. Технологические параметры оборудования, определяются инженером-наладчиком в зависимости от требований прилагающихся к изделию.

Технический контроль

Осуществляется на линии упаковки специалистами по упаковки готовой продукции, а также специалистами по контролю качества уже после упаковки либо на стадии перед транспортировкой коробок с изделиями на склад, либо на складе. В случае обнаружения брака вызывается инженер-наладчик, который исправляет проблему с ТПА, а партия отправляется на переборку.