1.4.1. Выбор оптимального метода получения изделия

Любые изделия из пластических масс могут быть изготовлены различными методами. Выбор конкретного метода изготовления изделия определяется рядом факторов. Учитываются:

• особенности свойств и технологические возможности выбранного метода (термопласт, реактопласт);

• конструктивные особенности формуемого изделия (учитываются размеры, форма);

• условия эксплуатации будущего изделия и вытекающие из них требования к нему (чистота и качество получаемой поверхности, точность размеров, наличие арматуры, резьб);

• предполагаемая тиражность изделия. Для выполнения небольшой партии допускается применение малопроизводительных методов формования, используется дешевая технологическая оснастка. Но если производсво крупносерийное, то оно оправдывает значительные расходы на изготовление оснастки. Если производствово крупносерийное, то ставится задача конструирования формующего инструмента;

• стоимость оборудования и стоимость оснастки.

2. Технологические свойства пластмасс

Оценка технологических свойств пластических масс проходит по ряду показателей:

• текучесть;

• влажность;

• дисперсность;

• усадка;

• таблетируемость и др.

Технологичность характеризует способность материала перерабатываться существующими способами без применения специальных приемов по обычно существующей технологии. В частности от величины текучести материала выбирается метод переработки, размеры литниковых каналов. В зависимости от содержания влаги в материале может применяться или отсутствовать такая технологическая операция как сушка. Соответствующим образом выбираются технологические параметры переработки.

2.1. Текучесть

2.1.1. Термопластов

Текучесть характеризует способность материала к вязкому течению под действием избыточного давления в нагретом размягченном состоянии. Благодаря текучести обеспечивается процесс формообразования при литье под давлением (термопласты) прессование (реактопласты).

Текучесть термопластов оценивается по показателю текучести (индексу) расплава, который определяется по ГОСТ 11645 с помощью прибора ИИРТ. Он представляет собой грузовой капиллярный вискозиметр (рис. 2.1). Основной узел прибора – измерительная камера с запрессованным цилиндром, внутрь которого загружается исследуемый полимер. В нижнюю часть прибора вставляется измерительный калиброванный капилляр. Корпус прибора снабжен электрообогревателем с автоматическим регулированием температуры. Выдавливание расплава осуществляется штоком под действием набора грузов (0,325 кг – 21,6 кг).

Размеры измерительной камеры и капилляра стандартизированы, вес грузов и температура измерения выбираются в соответствии с техническими условиями или из стандарта на полимер. Для полимера выбирается температура и вес груза в соответствии со стандартом. Для определения ПТР полиэтилена применяют капилляр d=2.095 мм, l=8.0 мм, t =190±0.5 °C.

Рис. 2.1. Схема измерения ПТР термопластов

1 – поршень, 2 – материал, 3 - капилляр

Нагрузка для ПЭНП 2,16 кг (ММ уменьшается), для ПЭВП – 5 кг (ММ увеличивается). За величину ПТР принимают массу выдавливаемого расплава в г за 10 мин. ПТР определяют следующим образом: прибор нагревают до необходимой температуры, выдерживают время 15 мин, после чего загружают навеску полимера в виде гранул или порошка. Термопласт плавится и через 4 мин, когда установится необходимая температура, на поршень кладут стандартный груз. Под давлением груза полимер выдавливается через капилляр. Первую 1/3 материала не учитывают, последующие порции срезают и взвешивают.

где – масса прутка экструдата, г;

– время, через которое срезали экструдат, с.

ПТР, определенный таким образом является сравнительной величиной. Наиболее полные данные о реологических свойствах можно получить по кривым течения. Для нахождения зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига используются ротационные капиллярные вискозиметры. Найденные величины текучести используются для оценки перерабатываемости полимеров. В зависимости от методов изготовления изделий материалы должны обладать определенными пределами текучести. При экструзии труб ПТР должен быть равен 0,3-0,7 г/10 мин, при литье под давлением ПТР=2-7 г/10 мин.