§ 3. Переработка пластмасс в высокоэластическом

состоянии

В высокоэластическом состоянии перерабатывают термопласты (целлулоид, оргстекло, винипласт и др.) методом формования с це­лью получения из них крупногабаритных изделий.

К основным способам такой переработки относятся: пневмати­ческое и вакуумное формование и штамповка.

1. 

   -G ™ ким (а) и эластичным (б) пуансона-

   Рис. VII.6, Схемы пневматического ^ми:

   (а) и вакуумного (б) формирования / — матрица; 2 — заготовка; 3 — прижим­ное кольцо; 4 — жесткий пуансон; 5— обойма; 6 — эластичный (резиновый пуан­сон)

   5 4 3 ?

   ;

   Пневматическое формование представляет собой процесс, при котором листовую заготовку 3 (рис. VII.6,a) с помощью опор­ного 2 и прижимного 4 колец с резиновыми прокладками укрепляют

на матрице 1 и нагревают специальным нагревателем до заданной температуры. Затем, опустив коллектор 5, подают в него сжатый до 1...2.5 МПа воздух, который и формует изделия, прижимая за­готовку 3 к поверхности полости матрицы 1.

Пневматическое формование применяется также для получения полых изделий типа банок, бутылей, баков способом выдувания из трубчатых заготовок.

2. Вакуумное формирование применяют для получения изделий по форме тел вращения малой глубины (с отношением глубины к диаметру 0,4...0,8). В этом процессе (рис. VI 1.6,6) формование изделия осуществляется за счет атмосферного давления в связи с разрежением, создаваемым в полости между заготовкой 3 и по­верхностью матрицы 1 при откачке воздуха из полости 6. Вакуум­ное формирование отличается простотой оборудования и техноло­гического процесса, однако небольшой перепад давления ограничи­вает применение, этого способа для получения изделий простой формы из листовой заготовки толщиной до 2 мм.

3. Штамповка представляет собой формование изделий из нагре­тых листовых термопластов в формах-штампах при двустороннем контакте материала с формой, то есть с пуансоном и матрицей. Этот способ переработки пластмасс применяют для получения неглу­боких изделий типа козырьков, стекол осветительных устройств, обтекателей и т. п.

Давление при штамповке листовых пластиков обычно не пре­вышает 0,05... 1 МПа. Поэтому детали штампов могут быть изготов­лены как из металлов, так и неметаллов (текстолита, древесно-сло­истых пластиков, дерева).

Штамповка термопластов может выполняться в штампах с жест­ким и эластичным пуансоном и понятна из схем, приведенных на рис. VII.7.

§ 4. Производство деталей из жидких полимеров

Рассмотренные способы переработки пластмасс требуют для своего осуществления нагрева и приложения внешнего давления, что ограничивает величину и форму изготовляемых деталей разме­рами форм и мощностью прессов.

Возможности применения пластмасс были намного расши­рены благодаря синтезу смол, находящихся в жидком состоя­нии при комнатной температуре и отверждающихся при этой же температуре при добавке отвер- дителя и приложении незначи­тельного давления или без дав­ления. Из этих смол наиболее широкое применение в качестве основы пластмасс получили по­лиэфирные и эпоксидные смо­лы, хорошо совместимые со стекловолокном (стеклотканью). Это позволило создать новую группу пластмасс — стеклопластики.

Рис. VII.8. Схема вихревого напы­ления

К основным способам изготовления деталей из стеклопластиков относятся: контактное формование, вихревое напыление, центро­бежное литье и литье без давления.

1. Контактное формование применяется для изготовления из стеклопластиков крупногабаритных деталей (корпусов лодок и су­дов, кузовов автомобилей и т. п.). Формование осуществляют с по­мощью деревянных, гипсовых, цементных, металлических форм. Форма для изготовления крупногабаритных деталей из стеклопла­стика обычно является негативной, т. е. ее рабочие поверхности соответствуют внешней поверхности детали.

На рабочую поверхность формы вначале наносят разделитель­ный слой (нитролак, поливиниловый спирт), а затем слой связу­ющего, обычно полиэфирной смолы, которые впоследствии образу­ют полированную поверхность изделия. После некоторой выдерж­ки на этот слой укладывают и прикатывают резиновым валиком слой стеклоткани или стекловаты. Под давлением ролика связу­ющее, находящееся под слоем стеклонаполнителя, просачивается и хорошо его пропитывает. Перед укладкой последующих слоев стеклонаполнителя процессы нанесения связующего и прикатки повторяются. Число слоев стеклонаполнителя определяется не­обходимой толщиной готовой детали. После выдержки в течение 10—12 ч при комнатной температуре связующее отвердевает и де­таль удаляется из формы.

2. Вихревое напыление. По этому способу стеклянное волокно 1 (рис. VII.8) рубится устройством 2 и потоком воздуха подается по шлангу 3 на поверхность перфорированной формы 5. Одновремен­но пульверизатором 4 наносится связующее — полиэфирная смола с добавкой отвердителя. Связующее и наполнитель смешиваются на поверхности формы и частично перед ней в воздухе.

3. Намоткой получают стеклопластиковые трубы, наматывая на оправку пропитанное смолой стекловолокно, стеклоленту или стеклоткань. Намотка осуществляется на токарных станках или станках для кабельной оплетки. Снятая с оправки труба подвер­

гается термообработке при температуре, необходимой для отвер­ждения смолы.

4. Центробежным литьем получают полые детали в виде тел вращения толщиной до 15 мм, диаметром до 1 м и высотой до 3 мм, а также трубы с толщиной стенки 5...7 мм, диаметром 75...120 мм и длиной до 6 м. Для этого во вращающуюся цилиндрическую форму загружается стекловолокнистый наполнитель и связующее. Форма имеет обогревательные устройства. Детали и трубы, получаемые этим способом, отличаются хорошей плотностью, имеют гладкие наружные и внутренние поверхности.

5. Литье без давления осуществляется путем заливки тверде­ющих при комнатной температуре или последующем нагревании смол в холодные или горячие формы. Таким способом получают де­тали технологической оснастки, например шаблоны, пуансоны и мат­рицы пресс-форм из полиэфирных и эпоксидных смол, стиракриль- ных композиций.