1.4. Классификация методов переработки пластических масс

Всякий синтетический полимер не имеет практической ценности до тех пор, пока каким-либо методом переработки ему не будет придана какая-либо форма.

В основном имеют дело с тремя типами процессов:

• синтез ВМС или полимеров из соответствующих мономеров

• приготовление пластических масс на основе полимеров

• переработка пластических масс в изделия

Переработка пластических масс – это комплекс процессов, обеспечивающих получение изделия или полуфабрикатов из пластмасс с заданными свойствами на специальном оборудовании.

Область переработки пластмасс охватывает следующие основные направления:

1. выбор оптимального метода переработки и условий его осуществления

2. разработка наиболее пригодной для данного метода рецептуры материала и его приготовления

3. подготовка полученного материала у формованию (гранулирование, таблетирование и т. д.)

4. проектирование изделий из пластмасс и проектирование формующего инструмента (пресс-форм, литьевых форм, головок экструдеров, для выдувных и вакуум-формовочных изделий)

5. процесс формования изделий с заданными эксплуатационными характеристиками

6. последующие виды обработки изделий с целью у4лучшения их свойств (термообработка, радиационное сшивание, декоративная обработка, металлизация и т.п.)

Первыми приёмами переработки были прессование, выдавливание. Существуют и специальные методы обработки: каландрование, вакуумформование.

Для выбора оптимального метода применяется специальная классификация метода, основанная на свойствах материала в исходном состоянии:

1. методы переработки материалов, основу которых составляют высокомолекулярные соединения:

1. формование изделий из полимеров, переведённых нагреванием в вязкотекучее состояние (литьё под давлением, экструзия, прессование термопластов);

2. формование изделий из полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии. Обычно для переработки этим методом используются листы или планки (вакуумформование, формование сжатым воздухом или пневмоформование, вакуумпневмоформование, штампование, каландрование);

3. формование изделий из полимеров, находящихся в твёрдом или аморфном состоянии (все методы обработки всеми видами резания);

4. формование изделий из полимеров в области вынужденной высокоэластичности (путём нагрева) (прокатка, волочение);

5. формование изделий и заготовок с использованием растворов и дисперсий полимеров (получение плёнок методом полива, изготовление изделий окунанием формы, центробежное формование пластизолей);

6. переработка порошков спеканием:

1. в динамическом состоянии или центробежное литьё

2. в статическом состоянии (вихревое напыление, вибрационное, вибровихревое, пламенное, напыление в электростатическом поле, плазменное)

7. переработка политетрафторэтилена путём таблетирования порошков на холоду под давлением с последующим спеканием;

8. ротационное формование порошков;

9. методы сварки и спаивания изделий из пластмасс:

1. горячим воздухом

2. нагретым инструментом

3. с применением присадочного материала

4. трением

5. в поле токов высокой частоты

6. ультразвуком

7. инфракрасная сварка

2. методы переработки реактопластов, основу их составляют реакционноспособные олигомерные соединения, которые превращаются в полимеры в процессе формования:

1. компрессионное прессование

2. литьевое или трансферное прессование

3. литьё под давлением реактопластов

4. литьё без давления в форму

5. непрерывное выдавливание или экструзия

3. методы формования крупногабаритных армированных изделий (контактное формование, напыление и т.д.)

4. методы изготовления изделий непосредственно из мономеров или материалов на их основе, метод полимеризации в форме (литьё без давления)

5. особую группу составляют методы вспенивания материалов. Это композиции заливочного типа, беспрессовый метод изготовления, масштабное формование или прессовый метод. При формовании пеноматериалов используются методы экструзии, в некоторых случаях комбинированное формование, представляющее собой сочетание нескольких методов в едином потоке.

В промышленности чаще всего используются методы переработки полимеров или олигомеров. В настоящее время используется экструзия, литьё под давлением, механопневмоформование, прессование.

Методы литья под давлением. Позволяет изготавливать изделия из термопластов массой от 1 гр до 50 кг. Они отличаются высокой степенью автоматизации, машины управляются ЭВМ. Процессы отличаются высокой автоматизацией. Позволяют получать многоцветные и пористые с переменной плотностью по сечению, многослойные изделия. Недостатками этого метола является высокая стоимость формующего инструмента; невысокая производительность при изготовлении армированных изделий, изделий сложной конфигурации. Литьё реактопластов применяется реже. Пластикация обеспечивает большее отверждение.

Экструзия. Позволяет получать плёнки, профильные изделия разнообразных видов, листы, трубы, шланги, сетки, объёмные выдувные изделия. Вес 1 м погонного составляет от нескольких граммов до 100 кг. Получают вспененные изделия, многослойные изделия. Производительность 1–1,5 т/ч. Процесс автоматизирован. Недостаток: сложность управления производством.

Прессование. Появились автоматизированные роторные линии, ротационные пресс-автоматы, непрерывные прессовые линии, что повышает производительность. Недостаток: низкая производительность, сложно автоматизировать процесс.

Механопневмоформование. Позволяет изготавливать изделия из листовых и плёночных заготовок. Изделия мелко- и крупногабаритные. Достоинство: невысокая стоимость формующего инструмента, лёгкость автоматизации, производство можно организовать как непрерывный процесс. Недостатки: большое количество отходов, точность изделий низкая.