Жизнь сегодня невозможно представить без полимеров. Если они исчезнут, вместе с ними испарятся 90% запчастей в автомобилях, удобные пластиковые окна, игрушки, обувь и много-много чего еще. Представляете себе этот мир? Настоящий каменный век!
Чаще всего в быту мы встречаем старый, всем хорошо знакомый ПВХ. Оно и понятно - ПВХ безопасен и может быть использован почти где угодно – от медицинских изделий до спорттоваров. А еще это отличная идея для старт-апа – изделиями из ПВХ пользуются все, а производить их проще, чем может показаться! Как? Давайте разбираться!
Схема производства: из чего состоят пластизоли ПВХ?
Чтобы производить из ПВХ изделия, гранулированную ПВХ-смолу нужно превратить в пластизоль, жидкую или пастообразную массу. Говоря техническим языком – в дисперсию частиц полимеров в жидком пластификаторе. Пластификаторы как бы «растворяют» мелкие гранулы смолы, превращая их в однородную массу, из которой удобно формовать готовые изделия.
Благодаря малым размерам частиц в смоле при комнатной температуре диффузия пластификатора в ПВХ протекает настолько медленно, что с точки зрения практического использования она не происходит вообще. А если использовать смолы с частицами большего размера, может выпасть осадок. Это снизит механические качества пластизоли: прозрачность, глянец, скорость желатинизации.
В обычных условиях пластизоли стабильны, а при нагревании они «желатинизируется» — быстро превращается в монолитный пластикат с хорошими физико-механическими свойствами, высоким электрическим сопротивлением и химической стойкостью.
Какие подойдут пластификаторы?
Для приготовления пластизолей подойдут первичные пластификаторы общего назначения и вторичные пластификаторы.
Первичные, такие как диоктилфталат (ДОФ) - обеспечивают приемлемую вязкость пластизоли и его обработку во всём диапазоне концентраций.
Вторичные пластификаторы обычно ограниченно совместимы с ПВХ. И это позволяет использовать их совместно с первичными пластификаторами, но только как часть пластифицирующей системы. Если использовать только их, они выпотевают.
Лайфхак: на практике чаще пользуются смесями из первичных и вторичных. Это дает оптимальное соотношение всех свойств!
Какие используют добавки и зачем?
Чаще всего в ПВХ-пластизоли вводят такие добавки:
- термо-стабилизаторы;
Лайфхак: лучше использовать жидкие стабилизаторы! В отличие от порошкообразных, они не повышают вязкости пластизолей.
- свето-стабилизаторы;
- наполнители;
То есть, любое недорогое твёрдое, жидкое или газообразное вещество, которое занимает часть объёма и снижает стоимость изделия. Чаще всего используют стеклянные микросферы, разновидности карбоната кальция из мрамора или известняка.
Но наполнители бывают и функциональные – например, регулирующие вязкость или снижающие удельный вес.
- растворители;
- фунгициды;
- инсектициды;
- загустители;
- понижающие вязкость агенты;
- вспениватели;
- смачиватели;
- антистатики;
- красители;
- антипирены;
- усилители адгезии;
В некоторых случаях в пластизоли вводят вещества, изменяющие технологические свойства. Например, окись кальция или магния поглощает влагу. Кремнийорганические жидкости снижают поверхностное натяжение пластизоли.
Желатинизация?
При обычных температурах частицы ПВХ практически не набухают в пластификаторах. Но чем выше температура, тем сильнее ускоряется процесс набухания– пластификатор медленно проникает в частицы полимера, которые увеличиваются в размере. Агломераты распадаются на первичные частицы. По мере увеличения температуры до 80—100 °C вязкость пластизоли сильно растёт, свободный пластификатор исчезает, а набухшие зёрна полимера соприкасаются. На этой стадии, называемой преджелатинизацией, материал выглядит совершенно однородным, и может показаться, что все готово! Но торопиться не стоит – изделия из него еще не будут соответствовать всем физико-механическим характеристикам.
Желатинизация завершается только тогда, когда пластификатор равномерно распределится в поливинилхлориде, и пластизоль превратится в однородное тело. Легче всего это отследить по температуре – оптимальная 120—200 °C.
Как можно работать с пластизолью?
Макание
Модели или изделия погружают в ёмкость с пластизолью, затем извлекают и нагревают до 170—180 °C. Иногда погружаемое тело предварительно нагревают до 100—180 °C, в этом случае за одно окунание можно получить изделие толщиной 0,5—3 мм. Так работают с пластизолями низкой или средней вязкости, которые начинают течь при достаточно больших напряжениях сдвига.
Маканием получают перчатки, рукавицы, пипетки, втулки, прокладки и др. Этим методом наносят антикоррозионные легкоснимаемые покрытия на запасные части машин и инструменты. Изделия из металлов плакируют пластизолью, содержащей адгезив.
Заливка в формы
Можно работать двумя способами: заливкой в открытые формы и заливкой с выливанием («обратное макание»). Метод подойдет для пластизоли низкой или средней вязкости. Формы для заливки штампуют из алюминия или получают из слоёв серебра, никеля и меди. Пластизоль заливают в открытые формы на конвейере, лента которого проходит вначале заливочную машину, а затем печь и участок охлаждения. Способ лучше всего подойдет для производства монолитных изделий. Иногда используют закрытые формы, куда пластизоль попадает под давлением через узкое отверстие.
При заливке с выливанием пластизоль помещают в предварительно нагретую до 80—100 °C форму, где выдерживают некоторое время, чтобы пристенный слой материала образовал плёнку. После этого избыток жидкой пластизоли сливают, а форму с прилипшей к ней плёнкой помещают в печь для полной желатинизации. Метод хорошо показал себя в изготовлении ёмкостей, сапог и других полых изделий.
Ротационное формование
Этим способом тоже производят полые изделия – ёмкости, манекены, куклы, мячи, поплавки и многие другие. Для этого дозированную порцию пластизоли загружают в металлическую форму, которую герметично закрывают и приводят во вращение в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях, одновременно нагревая в печи. После желатинизации, ее переносят в охлаждающую камеру.
Экструзия
Экструзией получают изоляцию для проводов и эластичные профили. Для переработки пластизоли таким способом существуют специальные экструдеры с удлинённым шнеком, снабжённым мелкой нарезкой. Температура цилиндра экструдера должна быть около 150 °C, а температура на выходе из мундштука — около 180 °C. Самопроизвольное вытекание пластизоли из машины предотвращают сеткой, установленной перед мундштуком.
Распыление
Пластизоль можно распылять через пистолет безвоздушного распыления. Например, для нанесения покрытий, защищающих днище кузова автомобиля от коррозии и истирания, а также для изоляции от шума.
Шпредирование
Этим способом делают искусственные кожи, виниловые обои и тенты. Суть метода заключается в намазывании материала на движущуюся тканевую ленту ножом или мажущим валиком.
Где сегодня используют пластизоль?
Скажем прямо – есть, из чего выбрать! Список отраслей, где сегодня используют изделия из ПВХ, широк как никогда, и продолжает пополняться новыми.
Это и автомобилестроение, и медицина, и производство игрушек, спорттоваров, обуви, одежды, посуды, строительных материалов – например, обоев, тентов, черепицы.
Вы всегда знаете, где можно заказать качественное хим.сырье с доставкой от 1 дня по всей России! 2500 позиций и абсолютно все, что нужно для производства пластизоли – тут