Что такое переработка полимерных материалов

Вторичная переработка полимерной продукции

В современном мире проблема утилизации полимерных отходов считается достаточно актуальной. Ежегодно на мусорных полигонах собираются миллионы тонн продукции данного типа. И лишь небольшая часть полимеров подвергается вторичной переработки. В результате ее проведения получают высококачественное сырье, пригодное для производства новой продукции.

Что такое полимерная продукция?

Каждый год объем выработки полимерных материалов увеличивается приблизительно на 5%. Такая популярность связана с их многочисленными положительными свойствами.

Данная продукция преимущественно используется в качестве тары. Она повышает срок службы изделий, которые находятся внутри упаковки. Также полимеры имеют отличный внешний вид и долгий срок службы.

Современная промышленность выпускает следующие разновидности продукции данного типа:

Какая продукция пригодна для переработки?

Рециклингу подвергаются не все полимеры.

Термопластические синтетические материалы, которые при воздействии высокой температуры способны изменять свою форму, чаще всего используются для вторичной переработки.

Поэтому для этой цели собирают и специальным образом подготавливают такие виды отходов:

В чем основная проблема переработки полимерных отходов?

На данный момент переработке подвергается лишь небольшая часть от всех существующих отходов. Развитие данной сферы происходит медленно, несмотря на ее актуальность. Это связано со следующим:

Как происходит сбор вторсырья для переработки?

Вторичная переработка полимеров происходит после того, как пройдены все этапы подготовки сырья:

Как осуществляется переработка полимеров?

После сбора и первичной сортировки переработка полимерных отходов происходит таким способом:

Стандартный перечень оборудования для мусороперерабатывающего завода

Переработка отходов полимеров осуществляется при помощи следующего оборудования:

Какая стоимость отходов на соответствующем рынке?

Проведя анализ цен на рынке, понятно, что стоимость отходов, которые хранятся на мусорных полигонах, ниже от цены на вторсырье в 3-6 раз (относительно первичного сырья в 7-10 раз). Если проанализировать ценообразование на примере полиэтиленовой пленки, можно понять следующее:

Такая большая разница в ценах наблюдается не у всей продукции. Например, она почти не ощутима с ПВХ, полипропиленом, полистиролом и АБС-пластиком. В случае с ПЭТ стоимость полигонного сырья отличается от вторпродукции всего в 2-3 раза. Это объясняется особенностями его переработки, в результате которой за счет измельчения получают хлопья.

Куда сбывают полученное вторсырье?

Компании, которые занимаются переработкой отходов, чаще всего отправляют полученный продукт на продажу. Если такие заводы имеют собственное оборудование, они могут заниматься производством полимеров из полученного сырья. Только это не всегда экономически выгодно

. Изготовленные пластиковые изделия чаще всего однотипные, что утрудняет их реализацию большими партиями.

Чаще всего подобные компании занимаются производством канализационных труб, строительных материалов или некоторых деталей автомобилей. На продукцию данного типа существует большой спрос на рынке.

Также очень популярна сторонняя переработка отходов полимерного типа. Эта услуга заключается в том, что заинтересованная компания отдает свой мусор заводу, который после проведения рециклинга возвращает ей готовое вторсырье. Владелец полимерных отходов платит за их переработку около 8-10 руб./кг, что считается очень выгодной сделкой.

Источник

Переработка и утилизация полимерных отходов

В России сфера переработки и утилизации полимерных отходов развивается медленными шагами. То, что в Европе успешно перерабатывается, у нас складируется или отправляется на захоронение. В результате полимерный мусор грозит «затопить» Россию. С каждым годом его становится больше. Вместе с увеличением количества отходов растёт и угроза для экологии окружающей среды.

Что относится к полимерным отходам?

Высокомолекулярные полимерные продукты получают путём поликонденсации и полимеризации из мономеров – простых веществ. Процесс осуществляется на промышленных предприятиях. Отслужившие изделия из синтетических полимеров – это и есть полимерные отходы. В эту группу входят такие изделия:

Подсчитано, что на долю отслуживших полимерных материалов на российских свалках приходится 60% объёма мусора.

Всё названное выше практически не поддаётся биологическому разложению. Это делает перечисленные предметы опасными для экологии планеты.

Какую продукцию можно перерабатывать?

Не каждый вид отходов из полимеров подлежит рециклингу. Вторичной переработке могут быть подвергнуты только те синтетические термопластические материалы, которые изменяют форму под воздействием высоких температур.

Есть смысл собирать и готовить к переработке такие виды отходов:

Основные проблемы переработки отходов из полимеров

Рециклинг полимеров — сфера, развивающаяся крайне медленно. Лишь небольшое количество всех имеющихся на планете отходов описываемой группы подвергается переработке. Причина торможения важного направления связана со следующими проблемами:

Как происходит сбор вторсырья и куда сдавать?

Описываемый процесс в идеале состоит из нескольких этапов:

Часть вторичного сырья собирается в рамках специальных программ, стимулирующих население очищать территории от мусора.

Важно: В мегаполисах в пунктах выброса мусора имеются специальные контейнеры для складирования пластика.

Как осуществляют переработку полимеров?

Сбор отработавших продуктов это лишь начальный этап всего процесса. Переработка полимеров осуществляется следующим образом:

Какое оборудование применяют на мусороперерабатывающих производствах?

Промышленная переработка полимеров требует применения специальной технической оснастки. На заводах для утилизации отходов используют следующее оборудование:

Сколько стоят отходы?

Главная проблема утилизации состоит в том, что их стоимость в 3-6 раз ниже стоимости вторичного сырья и в 7-10 раз уступает стоимости первичного сырья. Если в качестве примера взять полиэтиленовую плёнку, за её килограмм можно выручить такие деньги:

Иная разница цен у ПВХ. Здесь она отсутствует. То же можно сказать о АБС-пластике, полистироле и полипропилене. Вторичный ПЭТ дешевле первичного только в 2-3 раза.

Что происходит с вторсырьём после переработки?

Предприятия, занимающиеся переработкой мусора, продают полученный продукт. При наличии соответствующего оборудования они же производят полимеры. Выгодно производить из вторичного сырья:

Реализация полученного материала проблематична, так как это однотипные изделия. Перечисленная продукция пользуется спросом, но перечень востребованных товаров невелик.

В XXI веке применяется практика сторонней переработки. Её суть заключается в том, что предприятие передаёт отходы на переработку, а потом забирает их для изготовления продукции. Такая услуга предоставляется по цене 8.00-10.00 рублей за переработанный килограмм.

Заключение

Утилизация полимерных отходов – больная тема для России. Ученые решают проблему, но слишком медленно; население постепенно обретает сознательность, но не так быстро, как хотелось бы; правительство принимает решения и даёт обещания, но проблема почти не решается, мусорные свалки продолжают разрастаться.

Источник

Вторсырье полимеров – решение многих вопросов производства полимерной продукции.

В России сфера переработки и утилизации полимерных отходов развивается медленными шагами. То, что в Европе успешно перерабатывается, у нас складируется или отправляется на захоронение. В результате полимерный мусор грозит «затопить» Россию. С каждым годом его становится больше. Вместе с увеличением количества отходов растёт и угроза для экологии окружающей среды.

Что относится к полимерным отходам?

Высокомолекулярные полимерные продукты получают путём поликонденсации и полимеризации из мономеров – простых веществ. Процесс осуществляется на промышленных предприятиях. Отслужившие изделия из синтетических полимеров – это и есть полимерные отходы. В эту группу входят такие изделия:

Подсчитано, что на долю отслуживших полимерных материалов на российских свалках приходится 60% объёма мусора.

Всё названное выше практически не поддаётся биологическому разложению. Это делает перечисленные предметы опасными для экологии планеты.

Оборудование для переработки полимерных отходов

Весь комплекс для обработки необходимого сырья включает:

В настоящее время особенно актуально производство дробленых полимерных материалов, так называемых «флэксов». Для их изготовления применяется современная установка – дробилка для полимеров. Большинство предпринимателей даже не задумывают о закупке оборудования для переработки, считая данную услугу дорогостоящей. Однако на деле оно окупается целиком примерно за 2-3 года использования.

Какую продукцию можно перерабатывать?

Не каждый вид отходов из полимеров подлежит рециклингу. Вторичной переработке могут быть подвергнуты только те синтетические термопластические материалы, которые изменяют форму под воздействием высоких температур.

Есть смысл собирать и готовить к переработке такие виды отходов:

Основные проблемы переработки отходов из полимеров

Рециклинг полимеров — сфера, развивающаяся крайне медленно. Лишь небольшое количество всех имеющихся на планете отходов описываемой группы подвергается переработке. Причина торможения важного направления связана со следующими проблемами:

Как происходит сбор вторсырья и куда сдавать?

Описываемый процесс в идеале состоит из нескольких этапов:

Часть вторичного сырья собирается в рамках специальных программ, стимулирующих население очищать территории от мусора.

Важно: В мегаполисах в пунктах выброса мусора имеются специальные контейнеры для складирования пластика.

Цепочка извлечения и переработки вторсырья

Извлечение и переработка полимерных отходов выполняется соответственно указанной технологической цепочке:

Обработка полимеров начинается на перерабатывающем производстве. Она состоит из целого ряда действий:

Далеко не все жители Российской Федерации осведомлены о пользе рециклинга. Полимерные материалы не только принесут небольшой доход, если сдавать их регулярно на перерабатывающие предприятия, но и спасут окружающую среду от опасных веществ, выделяемых в процессе разложения полимерных материалов.

Как осуществляют переработку полимеров?

Сбор отработавших продуктов это лишь начальный этап всего процесса. Переработка полимеров осуществляется следующим образом:

Какое оборудование применяют на мусороперерабатывающих производствах?

Промышленная переработка полимеров требует применения специальной технической оснастки. На заводах для утилизации отходов используют следующее оборудование:

Сколько стоят отходы?

Главная проблема утилизации состоит в том, что их стоимость в 3-6 раз ниже стоимости вторичного сырья и в 7-10 раз уступает стоимости первичного сырья. Если в качестве примера взять полиэтиленовую плёнку, за её килограмм можно выручить такие деньги:

Иная разница цен у ПВХ. Здесь она отсутствует. То же можно сказать о АБС-пластике, полистироле и полипропилене. Вторичный ПЭТ дешевле первичного только в 2-3 раза.

Современные способы переработки отходов полимеров.

Современные способы переработки отходов полимеров.

Проблема переработки отходов пластика и полимеров – одна из самых остро стоящих в России и в мире, в целом. На сегодняшний день важно увеличить процент собственного (российского) вторичного полимерного сырья и уменьшить объемы его конечной утилизации не экологичными опасными методами. Ведь только из Польши и Болгарии мы закупаем каждый год по 3 тысячи тонн вторичного полиэтилена, когда могли бы вырабатывать его на своих заводах.

Пока дела обстоят крайне плохо, так как всего 5% пластика перерабатывается, 10% сжигается, 85% по-прежнему захоранивается. Большой бедой является размещение пластиковых отходов на несанкционированных свалках.

А главные трудности на пути к росту перерабатываемых отходов состоят в том, что нет мощностей, нет сортировки, не организована системы раздельного сбора. Власти пытаются вести и внедрять новшества параллельно с появлением и испытанием новых методов утилизации, которые в мире развиваются быстрее, чем в России.

Большим стимулом к ускорению процессов изучения переработки полимеров является их высокая сырьевая ценность. Лаборатории идут к тому, чтобы сделать технологии переработки более безопасными и экологичными.

Развитие рынка утилизации в России

Итак, как уже говорилось выше, сегодня в России большее количество пластика сжигается и захоранивается. Если учесть, что всего 2 года назад Россия поставила рекорд по выработке промышленных отходов (5,4 млрд тонн), можно себе представить, как обстоят дела.

Статистика пытается приободрить, ведь уровень полезного использования мусора достиг 60% (вырос на 20% за последние 10 лет). Однако процент вторично используемого сырья еще очень низок.

И главная проблема отрасли переработки в нехватке сырья для этой самой переработки. Необходимой сырьевой базой, на которую есть спрос, является пластиковая тара, упаковочный материал, строительные материалы с пластиком, корпуса техники.

Требуемый вторичный продукт – дробленка, гранулы, флекс, агломерат. Из него предприятия, работающие со вторичкой, производят: тару для не пищевых продуктов, дренажные трубы, мешки для мусора, нетканые материалы, технические пленки, ведра, емкости и пр. Также потребителями вторичного сырья являются производители ПЭТ-бутылок и прочей полимерной упаковки, щетин для уборочной техники, строительных материалов. Мировая отрасль дошла до технологий, которые позволяют перерабатывать ПЭТ-бутылки в абсолютно идентичные ПЭТ-бутылки.

С 2007 года ситуация изменилась и в стране уже действуют 78предприятий в 28 регионах, но все они производят исключительно техническое сырье, из которого нельзя изготавливать пищевую тару.

Технологии, которые используются на предприятиях:

Все методы сводятся к упрощенным этапам и их нельзя назвать высокоэффективными. Для гранулята прибывшее сырье сортируется, очищается, дробится, моется, сушится, упаковывается и вывозится с завода на другие предприятия для переработки. Это наиболее дешевый и простой способ утилизации, который не требует применения дорогостоящего оборудования.

Пиролиз – одна из разновидностей химических методов.Технология подразумевает разложение отходов полимеров на молекулярные соединения и получение синтетического топлива в присутствии высоких температур, кислорода или без него. Сырье разлагается на мономеры. Особенностью способа утилизации является отсутствие необходимости очищать и сортировать пластик.

Отметим, что химическая деструкция довольно перспективное направление утилизации полимеров, она постоянно развивается и совершенствуется, соответствует всем экологическим и санитарно-гигиеническим нормативам.Получаемый при этом газ используется на самих предприятиях или продается.Вторичное сырье пригодно для технических изделий.

Развитие рынка утилизации в мире

В мире практикуется 5 способов утилизации пластика, и все они успешно применимы за рубежом потому, что там уже хорошо развита система раздельного сбора отходов. Первый метод – пиролиз, также используют:

Предварительно отсортированный материал дробят, заново сортируют, промывают и сушат. Затем идет обработка в автоклавах до однородного расплава. Получают вторичную продукцию или промежуточный гранулят, из которого изготавливают волокна, тару или упаковку.

Расщепление пластика водно-кислотными составами и термической обработкой. В России также используется, но крайне редко, хотя технология была открыта еще в СССР. Ее минус в высокой энергоемкости и большом потреблении воды. В Европе данный метод применим в виду масштабности. Расходы окупаются, так как пластик перерабатывается в больших количествах. Достоинства технологии в низких требованиях к очистке пластика.

300 градусов температуры и гликоль в качестве деструктирующего компонента. Для ускорения реакции используют различные катализаторы, влияющие на конечный вторичный продукт. Производство полностью безотходное.

Расщепление полимеров метанолом под давлением и высокой температурой. Затратный, химически опасный способ, который используется для восстановления полиэфиров – узкой специализации полимеров.

Ученые развивают биологические методы утилизации пластиков –использование аэробных и анаэробных бактерий и создают все новые биоразлагаемые пластики. Однако они не решают проблем экологии. Скорость распада сложно контролировать и регулировать, стоимость производства биополимерных материалов достаточно высока, их безопасность для природы все еще не доказана полностью.Самый главный их минус в потерях ценного сырья в виде ресурса.

Поэтому в мировом сообществе принято решение о развитии других направлений. Наша страна включилась в процесс и с 2020 г. будет запрещено захоронение отходов полиэтилена и полиэтиленовой упаковки, с 2021 г.– компьютерной и оргтехники, аккумуляторов и бытовых приборов.

К 1 января 2020 года все субъекты РФ должны выбрать региональных операторов, которые, фактически, с этой даты должны приступить к осуществлению деятельности в области обращения с отходами: их раздельному сбору.

Разработка отрасли вторичного использования пластика вместо его сжигания и захоронения позволит в долгосрочной перспективе национальному доходу вырасти на 20% и освободить площади, занимаемые сегодня свалками.

Что происходит с вторсырьём после переработки?

Предприятия, занимающиеся переработкой мусора, продают полученный продукт. При наличии соответствующего оборудования они же производят полимеры. Выгодно производить из вторичного сырья:

Реализация полученного материала проблематична, так как это однотипные изделия. Перечисленная продукция пользуется спросом, но перечень востребованных товаров невелик.

В XXI веке применяется практика сторонней переработки. Её суть заключается в том, что предприятие передаёт отходы на переработку, а потом забирает их для изготовления продукции. Такая услуга предоставляется по цене 8.00-10.00 рублей за переработанный килограмм.

Методы переработки

Общий процесс переработки вторичного пластика:

Вторичная переработка полимеров очень выгодна для крупных предприятий. Это возможность получить прибыль за то, что обычно выбрасывается. Также важно учитывать пользу для окружающей среды. Еще один фактор в пользу использования вторичного сырья – удешевление производства изделий из пластика.

Выдувное формование

Выдувной способ предполагает выдувание сжатым воздухом для получения полых изделий. Для этого применяется разогретые заготовки.

Экструзия

Путем экструзии на выходе можно получить тонкую пленку. В процессе раздувания горячим воздухом можно получить полые изделия. Характерным их отличием будет след от полуформ в виде полосок на боковой поверхности.

Пневматическое формование

Пневматическое формование дает возможность получить объемные изделия небольшого и крупного размера (как ванны, так и стаканчики). Листовая заготовка разогревается и прижимается к копируемой форме.

Каландрование

Метод каландрования предполагает непрерывный процесс создания полимеров из термопластов. Выполняется путем пропускания расплава через каландр с вращающимися валками. Одна композиция при этом проходит несколько валов.

Одновременно можно наблюдать процесс уплотнения и увеличения ширины, в результате чего получается пленка нужного размера. Ее можно разрезать и наматывать.

Горячее штампование

Путем горячего штампования есть возможность получить материалы самых разных форм и размеров. Суть заключается в том, что происходит одновременное воздействие давления и повышенной температуры. Таким способом получают листовые объекты, пластины, древесные плиты, древесноволокнистые плиты разного назначения.

Источник

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПЕРЕРАБОТКА

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПЕРЕРАБОТКА, комплекс технол. операций и приемов, с помощью к-рых из полимерных материалов изготовляют (формуют) изделия с заданными формой, размерами и св-вами.

Ниже рассматриваются осн. вопросы переработки разл. полимерных материалов, в т.ч. резиновых смесей. О специфич. методах переработки полимерных волокон см. Формование химических волокон, лакокрасочных покрытий-см. Лакокрасочные покрытия.

Процессу переработки предшествуют выбор материала для изготовления каждого изделия, базирующийся на анализе условий его эксплуатации, конструирование изделия, выбор метода формования и оборудования, создание технол. оснастки и определение оптим. параметров процесса формования. Одновременно должен решаться вопрос утилизации отходов произ-ва.

Технол. процесс переработки включает контроль качества исходного материала или его компонентов, подготовит. операции, в ряде случаев формирование заготовки изделия, собственно формование изделия, последующие мех. и разл. рода обработки, обеспечивающие улучшение или стабилизацию св-в материала или изделия, нанесение покрытий на изделие, контроль качества готового изделия и его упаковку.

Переработка термопластов основана на их способности при нагр. выше т-ры стеклования переходить в эластическое, а выше т-ры текучести и т-ры плавления-в вязкотекучее состояние и затвердевать при охлаждении ниже т-ры стеклования и т-ры плавления. При переработке реактопластов и резиновых смесей происходит хим. взаимод. между молекулами (соотв. отверждение и вулканизация)с образованием нового, высокомол. материала, находящегося в термостабильном состоянии и практически не обладающего р-римостью и плавкостью (см. Сетчатые полимеры, а также Пластические массы). В нек-рых случаях (гл. обр. при переработке резиновых смесей) для облегчения смешения с ингредиентами и дальнейшего формования изделий проводят предварит. пластикацию полимеров.

Деформирование полимерных материалов в эластическом состоянии и при течении расплава сопровождается ориентацией макромолекул и надмолекулярных образований, а после прекращения деформирования полимерного материала и течения расплава идет обратный процесс-дезориентация. Степень сохранения ориентации в материале изделия зависит от скоростей протекания обоих процессов. В направлении ориентации нек-рые физ.-мех. характеристики материала (прочность, теплопроводность) возрастают; при этом структура материала оказывается неравновесной и напряженной, что приводит к снижению формоустойчивости изделия, особенно при повыш. т-ре. Длит. воздействие повыш. т-ры, а в случае реактопластов и значит. выделение теплоты, сопровождающее отверждение, может приводить к термоокислит. деструкции материала, а большие скорости течения материала-к его меха-нодеструкции. Отверждение ряда реактопластов по р-ции поликонденсации сопровождается выделением низкомол. продуктов, вызывающих образование вздутий и трещин в изготовляемых деталях.

Охлаждение кристаллизующихся полимерных материалов сопровождается образованием кристаллов, скорость роста, размеры и структура к-рых зависят от интенсивности охлаждения материала. Регулируя степень кристалличности и морфологию кристаллов, можно направленно изменять эксплуатац. характеристики изделия.

Полуфабрикаты полимерных материалов (или компоненты), предназначенные для формования, м.б. в виде жидкостей (компаунды на основе мономеров и олигомеров, р-ры и дисперсии полимеров и олигомеров), паст (резиновые смеси, премиксы на основе полиэфирных и эпоксидных связующих), порошков (наполненные и ненаполненные полимеры, твердые смолы и олигомеры), гранул (ненаполненные полимеры, смолы, олигомеры или полимеры, наполненные дисперсными частицами или армированные короткими волокнами), пленок, листов, плит, блоков (пластмассы и резиновые смеси), рыхловолокнистых композиций (спутанноволокнистые материалы, пропитанные связующим), препрегов на основе непрерывных волокнистых наполнителей (нити, жгуты, ленты, ткани, бумага, маты, пропитанные связующим, шпон). По технол. возможностям ненаполненные, наполненные дисперсными частицами или армированные волокнами полимерные материалы идентичны и перерабатываются в изделия одинаковыми методами.

Методы формования изделий из ненаполненных и наполненных полимерных материалов Формование под давлением. Прямое прессование применяют для изготовления изделий разнообразных форм, размеров и толщин преим. из реактопластов, выпускаемых в виде порошков, гранул, волокнитов, слоистых заготовок из армированных полимерных материалов, а также заготовок из резиновой смеси. Полимерные материалы перед прессованием подвергают подготовке (сушка, таблетирование, предварит. нагрев), улучшающей их технол. св-ва и качество получаемых изделий. Подготовл. материалы перед прессованием обычно дозируют. Заданное кол-во перерабатываемого полуфабриката помещают в установленную на прессе нагретую прессформу, конфигурация оформляющей полости к-рой соответствует конфигурации детали (рис. 1). Прессформу смыкают. Материал нагревается, переходит в вязкотекучее состояние, под давлением 7-50 МПа заполняет оформляющую полость и уплотняется. В прессформе материал выдерживают под давлением до завершения отверждения полимерного материала или вулканизации сырой резиновой смеси, чем обеспечивается фиксация приданной материалу конфигурации. Готовое изделие выталкивают или извлекают из прессформы, как правило, при т-ре прессования.

В процессе прессования для повышения качества изделий применяют подпрессовки (попеременные подача и снятие давления) и задержку подачи давления. Подпрессовки способствуют удалению из реактопластов летучих в-в (продуктов р-ции, адсорбир. влаги, остатков р-рителей). Эта же цель достигается предварит. вакуумированием материала в оформляющей полости прессформы (прессование с вакуумированием). Задержку подачи давления применяют для снижения текучести реактопластов, имеющих при т-ре формования очень низкую вязкость, с тем чтобы предотвратить их вытекание через зазоры прессформы в процессе уплотнения.

При переработке термопластов прессование применяют для изготовления деталей толщиной >10-15 мм, если при т-ре переработки материал имеет слишком высокую вязкость, а также если т-ра текучести полимерного материала близка к т-ре его деструкции.

Литьевое (трансферное) прессование применяют гл. обр. для переработки реактопластов. Формование осуществляют в прессформах, оформляющая полость к-рых отделена от загрузочной камеры и соединяется с ней литниковыми каналами (рис. 2). В процессе прессования материал, помещенный в загрузочную камеру нагретой прессформы, переходит в вязкотекучее состояние и под давлением 60-200 МПа по литниковому каналу перетекает в оформляющую полость прессформы, где материал дополнительно прогревается и отверждается.

Рис. 2. Изготовление изделий литьевым прессованием: а-прессформа нагрета и закрыта; б-передавливание расплавл. материала в оформляющую полость и отверждение его; в-разъем прессформы; 1-пуансон; 2-матрица; 3-выталкиватель; 4-прессматериал; 5-готовое изделие; 6-загрузочная камера; 7-остаток прессматериала, отверлившегося в литьевом канале прессформы; 8-литьевой пуансон.

Преимущество литьевого прессования-возможность изготовления изделий сложных форм с глубокими сквозными отверстиями малого диаметра или с малопрочной внутр. (внеш.) арматурой. Изделия, полученные этим методом, характеризуются меньшим напряжением, чем при прямом прессовании, т.к. процесс отверждения в оформляющей полости идет одновременно по всему объему детали, а при заполнении формы создаются условия, обеспечивающие удаление из материала летучих продуктов.

Литье под давлением применяют преим. для изготовления изделий из термопластов. Осуществляют под давлением 80-140 МПа на литьевых машинах поршневого или винтового типа, имеющих высокую степень механизации и автоматизации (рис. 3). Литьевые машины осуществляют дозирование гранулир. материала, перевод его в вязкотекучее состояние, впрыск (инжекцию) дозы расплава в литьевую форму, выдержку в форме под давлением до его затвердевания или отверждения, размыкание формы и выталкивание готового изделия. При переработке термопластов литьевую форму термостатируют (т-ра ее не должна превышать т-ры стеклования или т-ры кристаллизации), а при переработке реактопластов нагревают до т-ры отверждения. Давление литья зависит от вязкости расплава материала, конструкции литьевой формы, размеров литниковой системы и формуемых изделий. Литье при сверхвысоких давлениях (до 500 МПа) уменьшает остаточные напряжения в материале, увеличивает степень ориентации кристаллизующихся полимеров, что способствует упрочнению материала и обеспечивает более точное воспроизведение размеров деталей.

Давление в литьевой форме при заполнении расплавом полимера повышается постепенно (в конце выдержки под давлением достигает 30-50% от давления литья) и распределяется по длине оформляющей полости неравномерно вследствие высокой вязкости расплава и быстрого ее нарастания при охлаждении или отверждении.

Литье под давлением позволяет изготовлять детали массой от долей грамма до неск. килограммов. При выборе машины для формования изделия учитывают объем расплава, необходимый для его изготовления, и усилие смыкания, требующееся для удержания формы в замкнутом состоянии в процессе заполнения расплавом оформляющей полости.

Для выравнивания давления и улучшения условий заполнения формы применяют литье под давлением с предварит. сжатием расплава, инжекционное прессование, литье под давлением с наложением мех. колебаний и др. методы.

Литье под давлением с предварит. сжатием расплава осуществляют на литьевой машине, сопловый блок к-рой снабжен краном. При закрытом кране производят сжатие расплава полимера в нагреват. цилиндре машины до давления литья. После открытия крана расплав под высоким давлением с большой скоростью заполняет полость литьевой формы и дополнительно нагревается за счет работы сил трения. Для предотвращения механодеструкции полимерных материалов скорость течения расплава по литниковым каналам иногда ограничивают. Предварит. сжатие расплава позволяет в 1,5-2 раза уменьшить время заполнения формы и увеличить путь течения расплава до момента его застывания, что позволяет отливать длинномерные тонкостенные детали.

Инжекционное прессование отличается от обычного литья под давлением тем, что впрыск дозы расплава полимерного материала производят в не полностью сомкнутую форму. Уплотнение материала осуществляют при окончат. смыкании формы (прессование). Метод позволяет получать как очень тонкостенные, так и толстостенные детали из термо- и реактопластов. Изделия, изготовленные этим методом, имеют меньшую анизотропию мех. св-в и меньшую усадку.

Литье под давлением с наложением мех. колебаний применяют для изготовления изделий из полимерных материалов, расплавы к-рых обладают ярко выраженными св-вами псевдопластичных жидкостей. Воздействие мех. колебаний вызывает резкое снижение вязкости таких расплавов, в результате чего уменьшается время заполнения формы и происходит более равномерное распределение давления по длине оформляющей полости.

Интрузия-метод формования толстостенных изделий на винтовых литьевых машинах, объем впрыска к-рых м. б. значительно меньше объема формуемого изделия. В процессе заполнения формы литьевая машина работает в режиме экструдера (см. ниже), нагнетая расплав полимера через широкие литниковые каналы в оформляющую полость при сравнительно невысоком давлении; после заполнения формы винт под действием гидроцилиндра движется как поршень вперед и подает в форму под более высоким давлением кол-во расплава, необходимое для оформления детали и компенсации усадки материала.

Экструзию (шприцевание, выдавливание) применяют для формования из термо- и реактопластов разл. длинномерных изделий-волокон, пленок, листов, труб, профилей разнообразного поперечного сечения. Переработка термопластов осуществляется на поршневых и винтовых машинах (экструдерах) путем выдавливания материала, переведенного в нагреват. цилиндре экструдера в вязкотекучее состояние, через формообразующую головку проходного типа (рис. 4). Выходящее из головки изделие охлаждается, отводится тянущим устройством и сматывается в бухты или разрезается на отрезки необходимой длины. Скорость отвода изделия м. б. больше скорости выхода из головки, тогда происходит ориентация материала в направлении оси изделия. С помощью спец. устройств возможна поперечная ориентация материала. Методом экструзии можно также наносить на провода и кабели полимерную изоляцию.

Экструзию термопластов можно совмещать с др. методами формования, напр, раздуванием (т. наз. экструзионно-раздувное формование), в результате чего из экструдир. заготовки получают крупногабаритные тонкостенные полые изделия (рис. 5).

Формование экструзией деталей из наполненных реакто-пластов осуществляют гл. обр. на поршневых машинах (штранг-прессование), т. к. расплав материала имеет слишком высокую вязкость. Конструкцию головки и распределение т-ры по ее длине выбирают таким образом, чтобы материал был достаточно уплотнен и на выходе из головки имел степень отверждения, обеспечивающую формуемому изделию товарный вид и технол. прочность. Окончат. отверждение материала м. б. проведено в трубчатых печах.

Вальцевание применяют для смешивания компонентов сырых резиновых смесей и пластич. масс на стадии их приготовления или улучшения технол. св-в материала перед формованием изделий, а также для изготовления полуфабрикатов (листов, пленки). Вальцевание осуществляют в зазоре между валками (охлаждаемыми или нагреваемыми), вращающимися навстречу друг другу с разл. скоростью. В зависимости от аппаратурного оформления метода материал с вальцов может сниматься в виде листа или узкой непрерывной ленты.

Каландрование применяют для непрерывного формования разл. пленочных или листовых полимерных материалов, нанесения на пов-сть листовых материалов рельефного рисунка, дублирования предварительно отформованных ленточных заготовок, армирования полимерных материалов тканями или сеткой при т-ре выше т-ры текучести или т-ры плавления. Осуществляют на агрегатах непрерывного действия, осн. частью к-рых является многовалковый каландр (рис. 6). Полимерная или резиновая композиция непрерывно поступает на каландр с питательных вальцов или экструдера. В отличие от вальцевания при каландровании материал проходит через зазор между парой валков только один раз. Для получения листа заданной толщины и с гладкой пов-стью каландр делают многовалковым, что позволяет последовательно пропускать материал через два или три зазора разного размера. В процессе каландрования полимерных материалов в зазоре между валками подвергается интенсивной деформации сдвига, в нем в направлении движения развиваются значит. эластические деформации, к-рые фиксируются в изделии послед. охлаждением. Продольная ориентация обусловливает значит. анизотропию св-в материала (каландровый эффект).

Каландровые агрегаты м. б. снабжены дополнит. устройствами для одно- или двухосной ориентации пленки.

Прокатку применяют для обработки листовых термопластичных полуфабрикатов с целью придания им требуемых размеров поперечного сечения или повышения мех. св-в в направлении прокатки. В отличие от каландрования ее осуществляют на валковых машинах, валки к-рых вращаются навстречу друг другу с одинаковой скоростью, при т-рах, не превышающих т-ры стеклования и т-ры плавления. В зазоре между валками происходит уплотнение материала и ориентация его в направлении прокатки вследствие развивающихся в материале вынужденных эластических деформаций.

Для формования монолитных тонкостенных изделий из заготовок термопластов (листов, труб и др.) применяют штамповку (штампование) и ее разновидности (механо-пневмоформование, пневмоформование, вакуум-формование и др.).

Штамповку используют преим. для формования крупногабаритных объемных изделий из заготовок, получаемых литьем, прессованием, литьем под давлением или экструзией и переведенных нагреванием в эластическое состояние. Нагретая заготовка под действием давления изменяет форму, заполняя оформляющую полость штампа, имеющего т-ру ниже т-ры стеклования полимерного материала. Для фиксации полученной конфигурации отформованное изделие охлаждают под давлением. При штамповке можно совмещать операцию изготовления заготовки и получения из нее изделия. Заготовку в этом случае получают литьем под давлением или экструзией и, не давая ей охладиться ниже т-ры стеклования, подвергают штамповке. В зависимости от конструкции применяемого оборудования и оснастки, формы и размеров заготовки и изделий применяют разл. виды штамповки.

Детали со стенками переменной толщины или с рельефом на пов-сти изготовляют из сравнительно толстостенных заготовок в жестких штампах, имеющих пуансон и матрицу и устанавливаемых на гидравлич. или пневматич. прессах (рис. 7). Из всех видов штамповки этот метод наиб. дорог, т.к. требует сопряженных друг с другом пуансонов и матриц.

Мех. штамповку пуансоном (рис. 8, а) через протяжное кольцо и механопневмоформование (рис. 8,б) применяют для изготовления изделий с резко выраженной разнотолщинностью, напр., если дно изделия должно быть значительно толще стенок. При получении изделий, на одну из пов-стей к-рых необходимо нанести рисунок с мелкими элементами, применяют гл. обр. штамповку в матрицу эластичным пуансоном, выполненным из губчатой или мягкой монолитной резины.

Вакуум-формованием через протяжное кольцо (рис. 9, а) из листовых заготовок получают изделия, имеющие форму тел вращения. Заготовку защемляют между прижимным и протяжным кольцом, закрепленными на торце герметичной емкости, в к-рой создают разряжение. Под действием атм. давления заготовка деформируется внутрь емкости, а при создании в емкости избыточного давления-в обратную сторону. Форма и размеры получаемого изделия определяются конфигурацией в плане протяжного кольца и степенью (глубиной) вытяжки заготовки, характеризующейся отношением высоты изделия к его ширине. Вакуум-формованием в матрицу (рис. 9,б)при давлении формования до 0,09 МПа получают изделия из тонкостенных заготовок. Если такого давления для оформления изделий недостаточно, применяют пневмоформование в матри цу (рис. 10). Этот метод позволяет также получать изделия более сложной конфигурации.

Рис.9. Вакуум-формование: а-через протяжное кольцо; б-в матрицу; 1-камера; 2-заготовка; 3-протяжное кольцо; 4-прижимное кольцо; 5-матрица.

Рис. 10. Пневмоформование в матрицу: 1-камера; 2-заготовка; 3-при жимное кольцо; 4-матрица.

В процессе штамповки-вырубки производят изготовление плоских изделий разл. конфигурации, имеющих в плоскости детали отверстия разл. диаметра. Вырубка изделий осуществляется в штампах, оснащенных режущими элементами (для отделения изделия от заготовки по контуру), прижимом, удерживающим заготовку в необходимом положении, пуансоном и матрицей, производящими пробивку отверстий в заготовке.

Формование без давления. В этом случае уплотнение материала и формование изделия осуществляется под действием силы тяжести и сил поверхностного натяжения.

Методом литья изготовляют изделия из отверждающих-ся компаундов на основе мономеров, олигомеров, смол, полимер-мономерных композиций или расплавов полимеров, имеющих консистенцию вязкой жидкости. Компаунд при нормальной или повыш. т-ре заливают в технол. оснастку (форму), в к-рой происходит его отверждение или затвердевание. Для обеспечения извлечения изделия из формы стенки формы покрывают слоем антиадгезива, напр. отвер-ждающейся силиконовой смазкой. Литьем изготовляют листы, плиты, блоки, разл. рода машиностроит. детали (шестерни, шкивы, кулачки, шаблоны), технол. оснастку для штамповки, литья под давлением и др. методов формования.

При капсулировании компаундом заливают к.-л. элемент, к-рый фиксируют в форме. После отверждения компаунда элемент, покрытый с пов-сти слоем полимера, извлекают из формы.

Метод заливки подобен литью; отличается тем, что компаунд заливают в оболочку (кожух, корпус), в к-рую предварительно помещают разл. рода узлы или элементы (трансформаторы, индуктивные катушки, электронные или электрич. системы и т. п.). Внутр. пов-сть оболочки тщательно обезжиривают для обеспечения ее прочного сцепления с компаундом.

При герметизации заливаемый элемент плотно вставляют в оболочку, а компаундом покрывают только его пов-сть. Так же, как и в методе заливки, необходимо обеспечить прочное сцепление компаунда с заливаемым узлом и пов-стью оболочки.

Методом полива изготовляют тонкие пленки или пленочные клеи из компаундов или р-ров полимеров, напр. на плоской подложке или установке непрерывного типа (рис. 11). Компаунд из емкости через фильеру наносится на гибкую ленту транспортера, проходит через камеру сушки и (если необходимо) отверждения, отделяется от ленты и сматывается в рулон.

Во всех перечисл. методах во избежание образования в изделиях газовых включений компаунд предварительно нагревают или вакуумируют, а отверждение материала ведут в вакуумированной форме. В случае введения порошкообразных или волокнистых наполнителей компаундам придают тиксотропные св-ва.

Методы окунания и декантации применяют для изготовления тонкостенных деталей разнообразной формы из вязких компаундов, а также для нанесения на пов-сть изделий электроизоляц., антифрикц., антикоррозионных или декоративных покрытий. При изготовлении деталей окунанием применяют оснастку по форме изделия позитивного типа (пуансоны), к-рую окунают в компаунд, залитый в к.-л. емкость. Слой компаунда, оставшийся на пов-сти оснастки, отверждают и, если его толщина мала, окунание повторяют; полученную деталь снимают с оснастки. Декантацией изготовляют детали в оснастке негативного типа (матрица). В матрицу наливают необходимое кол-во компаунда и наклоняют (кантуют) ее так, чтобы все оформляющие пов-сти были покрыты слоем компаунда. Излишки компаунда выливают, а оставшуюся пленку охлаждают. Форму размыкают и извлекают готовое изделие. Для предотвращения стекания вязкого компаунда с наклонных стенок пуансонов и матриц применяют тиксотропные или быстроотверждающиеся компаунды.

Методом ротац. формования изготовляют тонкостенные полые изделия, а также наносят покрытия на внутр. пов-сти разл. емкостей из порошкообразных полимеров и пластизолей. Порцию полимерного материала загружают в полую металлич. форму, герметично закрывают ее и в зависимости от конфигурации детали вращают форму вокруг одной или двух взаимно перпендикулярных осей. Одновременно форму нагревают, для того чтобы полимер расплавился или набух в пластификаторе. Во время вращения расплав смачивает оформляющую пов-сть формы и распределяется по ней равномерным слоем. Частоту вращения подбирают так, чтобы линейная скорость движения точек, лежащих на оформляющей пов-сти, была равна скорости стекания расплава с этой пов-сти под действием сил тяжести. Такой режим вращения обеспечивает получение равнотолщинных изделий. В отличие от центробежного формования полимер удерживается на стенках преим. силами адгезии и инерции. После охлаждения вращающейся формы и затвердевания полимера вращение прекращают и извлекают из формы готовое изделие.

Напыление порошкообразных полимерных материалов на пов-сть форм применяют для изготовления тонкостенных изделий или нанесения полимерных покрытий на детали разл. назначения. Процесс состоит в нанесении порошка на пов-сть оснастки и послед. спекания образовавшегося слоя при нагр. его выше т-ры плавления или т-ры текучести полимерного материала. Порошок полимера на пов-сть формы наносят в псевдоожиженном («кипящем») слое или струйным методом с помощью пистолета-распылителя.

При изготовлении изделий методом засыпки в ограничит. оснастку засыпают порошок или гранулы термопласта. Загрузочное отверстие закрывают теплоизолирующей крышкой; оснастку нагревают выше т-ры текучести или т-ры плавления полимера и выдерживают до тех пор, пока у ее стенок не расплавится слой полимера нужной толщины; извлекают из термостата, охлаждают и высыпают нерасплавившиеся гранулы. В дальнейшем производят окончат. оплавление слоя, нагревая материал в оснастке без теплоизолирующей крышки. Методом засыпки изготовляют сравнительно тонкостенные крупногабаритные изделия (прогулочные лодки, бидоны для хранения и транспортировки жидкостей и др.).

Особенностью изготовления изделий из армированных полимерных материалов является то, что материал и изделие в большинстве случаев изготовляются из исходных компонентов одновременно. Для создания изделий с требуемыми эксплуатац. св-вами выбранные методы и режимы переработки должны обеспечивать необходимую монолитность материала, требуемое содержание, ориентацию и равнонапряженность армирующего наполнителя.

Получение заготовки изделия выбранным методом осуществляют путем укладки армирующего наполнителя в заданной последовательности на оснастке, определяющей форму будущей детали. При этом ориентация волокнистого наполнителя выдерживается в соответствии с эпюрой напряжений, что обеспечивает требуемую анизотропию св-в материала в изделии.

Получение заготовки изделия из полимерных материалов, армированных непрерывными волокнистыми наполнителями (гл. обр. нитями, жгутами, ровингами, лентами, тканями, трикотажными материалами), осуществляют методами послойной выкладки, намотки, методом плетения или ткачества, а также комбинир. методом.

Методом послойной выкладки с наполнителями из непрерывных волокон изготовляют заготовки листов, плит, обшивок, а также изделий сравнительно простых геом. форм. При послойной выкладке слои препрега или непропитанного армирующего наполнителя последовательно, соблюдая заданную ориентацию, собирают на жесткой форме (пуансоне), повторяющей форму изделия, в пакет до требуемой толщины. В процессе выкладки производят послойное уплотнение пакета с помощью ролика или др. инструмента. При серийном произ-ве применяют спец. выкладочные установки или комплексы с применением робототехники и программного управления.

Метод намотки широко применяют для изготовления заготовок изделий, имеющих форму тел вращения. При использовании однонаправленных непрерывных армирующих наполнителей в виде нитей, жгутов, лент, ровницы применяют окружную, продольную, спиральную (геликоид-ную) или комбинир. намотку.

Спиральную намотку применяют для изготовления оболочек совместно с днищами, деталей конич. формы, изделий переменного сечения. При комбинир. намотке сочетают в любых вариантах спиральную, продольную или окружную намотку для достижения требуемой анизотропии св-в материала. Простейший вид комбинир. намотки-продольно-поперечная. Применение многокоординатных намоточных станков с программным управлением позволяет автоматизировать процесс намотки и сделать его высокопроизводительным.

При использовании армирующих наполнителей в виде тканей, холстов, бумаги, лент с перекрестным расположением волокон применяют окружную намотку с прикаткой, напр. при изготовлении труб, цилиндров, оболочек конич. формы. Если уплотнение материала вследствие натяжения наполнителя или при прикатке является достаточным для обеспечения необходимой плотности материала при послед. отверждении изделия, то намотка представляет собой и метод формования.

Комбинированные методы создания заготовок изделий включают неск. разл. методов при сборке одной детали, напр. сочетание послойной выкладки и намотки.

Указанные выше методы позволяют ориентировать наполнитель в одной или двух плоскостях изделия. При необходимости получения объемного армирования в трех и более плоскостях применяют метод плетения или ткачества заготовки из жгутов или нитей. Направление армирования и содержание наполнителя в каждом из направлений определяются условиями эксплуатации детали. Метод плетения применяется также для создания многослойных заготовок деталей, в к-рых слои механически связаны между собой.

Изготовление заготовки детали из полимерных материалов, армированных короткими волокнами, производят методом послойной выкладки с использованием рулонных наполнителей в виде матов, холстов, войлока, бумаги, как предварительно пропитанных, так и пропитываемых в процессе изготовления заготовки, а также методами напыления, насасывания и осаждения рубленых волокон. При изготовлении заготовок изделия методом напыления в качестве наполнителей используют отрезки жгутов (30-60 мм), к-рые с помощью спец. установок напыляют потоком воздуха совместно со связующим на форму до достижения требуемой толщины. Этим методом производят крупногабаритные изделия, напр. корпуса лодок и катеров, элементы легковых и грузовых автомобилей, контейнеры разл. назначения, плават. бассейны, покрытия полов, облицовки бетонных конструкций.

Метод насасывания применяют при произ-ве изделий сравнительно небольших размеров. Изготовление заготовки осуществляют гл. обр. в камере насасывания, в верх. часть к-рой подается рубленое волокно (рис. 12); в ниж. части камеры на вращающемся столе смонтирована перфорир. форма, через к-рую с помощью мощного вентилятора просасывается (прокачивается) воздух. Распыленное волокно, увлекаемое потоком воздуха, насасывается на форму до обеспечения требуемой толщины. Метод позволяет использовать как сухие связующие в виде порошка или плавких полимерных волокон, подаваемых совместно с армирую щим волокном, так и жидкие связующие, наносимые на насасываемую заготовку при помощи пистолетов, расположенных по периметру камеры. После насасывания заготовка вынимается из камеры и формуется одним из перечисленных ниже методов. Насасывание, кроме того, может проводиться из суспензии волокон в жидкой среде по бумагоделательной технологии (см. Бумага).

После формирования заготовка детали подвергается формованию разл. методами. Метод контактного формования применяют при изготовлении деталей с применением полиэфирных и эпоксидных связующих холодного отверждения преим. в сочетании с созданием заготовки методом выкладки. При этом способе формования пропитанные связующим слои наполнителя уплотняют путем прижатия кистью или прикатки роликом. Отверждение материала производится без приложения постоянного давления в осн. при т-ре цеха.

При необходимости повыш. давления формования для обеспечения требуемого качества детали, а также при серийном произ-ве изделий из армир. пластиков небольших и средних размеров применяют метод прессования в жесткой прессформе, к-рый изложен выше.

При серийном произ-ве крупногабаритных деталей сравнительно простой конфигурации, изготовляемых из пропитанных слоистых наполнителей в жесткой прессформе, формование часто осуществляют не на прессах, а в термошкафах, применяя метод формования в болтовой форме. В жесткую форму, имеющую пуансон и матрицу, помещают заготовку детали и форму смыкают с помощью болтов до обеспечения окончат. толщины детали. При необходимости приложения больших усилий для смыкания формы используют пресс с послед. стяжкой болтами. Собранные формы помещают в термошкафы, где осуществляется температурный режим отверждения и формования. Метод позволяет изготовлять сразу большое кол-во деталей одновременно.

При термокомпрессионном формовании заготовку формуемой детали помещают на жесткий пуансон или матрицу, покрывают или обматывают формующим материалом с высоким коэф. термич. расширения, напр. термостойкой кремнийорг. резиной, и накрывают ограничит. оснасткой, к-рую плотно, напр. с помощью болтов, соединяют с пуансоном или матрицей, создавая начальное давление. В процессе нагрева уплотнение заготовки осуществляется вследствие термич. расширения формующего материала, расположенного между заготовкой и жесткой ограничит. формой. Метод позволяет значительно упростить конструкцию прессформы и обеспечить равномерное распределение давления по всей пов-сти формуемой детали.

Центробежный метод формования основан на уплотнении материала вследствие возникновения центробежной силы, возникающей при вращении оправки с заготовкой детали. Данный метод применяют при изготовлении крупногабаритных цилиндрич. и слабоконич. оболочек из компо-зиц. материалов с неориентированным расположением волокон, получаемых гл. обр. методом напыления. При этом используют полиэфирные и эпоксидные связующие холодного отверждения.

Методом протяжки (пултрузии) изготовляют профильные изделия постоянного сечения (стержни, трубки, профили разл. поперечного сечения и др.). Процесс осуществляют по непрерывной схеме: армирующий наполнитель, совмещенный со связующим, собирают в пучок и протягивают через систему формообразующих головок (фильер), в к-рых осуществляется формование изделия и частичное отверждение связующего. Окончат. отверждение происходит в термокамере или высокочастотной установке. Метод характеризуется высокой производительностью, экономичностью, поддается автоматизации.

Метод прокатки (ролтрузии) аналогичен методу протяжки за исключением того, что формующим элементом здесь является система роликов по форме изготовляемого изделия. Вращающиеся ролики позволяют более эффективно уплотнять заготовку, предотвращать повреждение армирующего наполнителя и изготовлять профили большого сечения.

Формование методом обмотки (викелевки) широко применяют при изготовлении труб и др. деталей, имеющих форму тела вращения или близкую к ней. Заготовку детали, изготовленную методами намотки или послойной выкладки, покрывают разделит. слоем, цулагой и обматывают с натяжением неск. слоями нити, жгута или др. материала, вследствие чего и происходит уплотнение материала. Усилие натяжения нити и др. материалов подбирается экспериментально.

Для изготовления изделий, к к-рым предъявляют повыш. требования по герметичности и стабильности размеров, применяют метод пропитки под давлением. При этом заготовку детали формируют из непропитанного (или частично пропитанного) наполнителя на пуансоне методами послойной выкладки или намотки. После этого пуансон смыкают с матрицей, а пространство между ними герметизируют. К верх. части замкнутого пространства подсоединяют вакуумную систему для удаления воздуха из непропитанной заготовки, а к нижней-трубопровод, по к-рому под давлением до 3 МПа подается связующее (рис. 14). Контроль пропитки осуществляют по появлению смолы на выходе из формы. При изготовлении длинномерных деталей в процессе пропитки производят выравнивание давления внутри пропитываемой заготовки, для чего закрывают выходное отверстие и выдерживают связующее под давлением в течение определенного времени; часть связующего затем прокачивается через заготовку. После окончания пропитки выход из формы перекрывают и производят отверждение детали.

Отформованные изделия из всех видов полимерных материалов обычно дополнительно подвергают разл. видам обработки. Мех. обработку (точение, фрезерование, сверление) применяют при изготовлении изделий сложной конфигурации из заготовок простой формы, для удаления заусениц (грат, пленки) с деталей, полученных разл. методами формования, доведения размеров изделия до требований чертежа.

Термич. обработку применяют для стабилизации структуры и св-в материала изделия, снятия остаточных напряжений, доотверждения изделий из реактопластов, аморфизации кристаллизующихся полимерных материалов, изменения состава полимерных материалов с целью получения изделий с новым комплексом св-в (пиролиз, графитизация). Проводят термообработку на воздухе, в среде инертных газов и жидкостей или в вакууме. Тепло к изделиям подводят конвекционным (в термостатах), контактным (в жидкостных ваннах) способами, излучением с помощью тепловых экранов, токами высокой частоты. Для интенсификации протекающих в материале изделий физ.-хим. процессов термообработку иногда сочетают с обработкой ультразвуком.

Радиац. облучение применяют для увеличения частоты сетки реактопластов или для придания термопластам сетчатой структуры. В результате такой обработки м. б. повышена тепло- и термостойкость изделий, а также улучшены мех. св-ва материала изделия.

Увеличение габаритов и усложнение конфигурации изделий из полимерных материалов часто делает невозможным их изготовление за один цикл и в одной технол. оснастке. Это приводит к необходимости изготовления отдельных элементов (деталей) изделия и их дальнейшей сборки в единую конструкцию с использованием разл. способов неразъемного и разъемного соединения-склеивания, сварки, мех. сборки.

При сварке элементов конструкций исчезает граница раздела между соединяемыми пов-стями и образуется структурный переходный слой от одного объема полимерного материала к другому, что обеспечивает создание неразъемных соединений. Сварка полимерных материалов может осуществляться с применением конвекционного нагрева, токов высокой частоты, ультразвука, трения, под действием ИК и лазерного излучения. Прочность соединения зависит от возникающих в переходном слое сил межатомного и межмол. взаимодействия. При сварке термопластов переходный слой образуется при нагреве или при действии р-рителя в результате взаимной диффузии макромолекул полимерных материалов, находящихся в вязкотекучем состоянии. При сварке реактопластов соединение осуществляется вследствие хим. взаимодействия макромолекул соединяемых материалов между собой или со сшивающим агентом, вводимым в зону сварки (т. наз. хим. сварка).

Мех. сборка-способ соединения деталей и элементов конструкций с помощью заклепок, винтов, болтов, шпилек, замков, скрепок и т.д.

Лит.: Лапшин В. В., Основы переработки термопластов литьем под давлением, М., 1974; Тихомиров Р. А., Николаев В. И., Механическая обработка пластмасс, Л., 1975; Клеи и герметики, под ред. Д. А. Кардашова, М., 1978; Шалун Г. Б., Сурженко Е.М., Слоистые пластики, Л., 1978; Комаров Г. В., Способы соединения деталей из пластических масс, М., 1979; Практикум по технологии переработки пластических масс, под ред. В. М. Виноградова и Г.С. Головкина, 2 изд., М., 1980; Бортников В. Г., Основы технологии переработки пластических масс, Л., 1983; Тадмор 3., Гогос К., Теоретические основы переработки полимеров, пер. с англ., М., 1984; Справочник по композиционным материалам, под ред. Д. Любина, пер. с англ., кн. 1-2, М., 1988; Соколов А. Д., Швец М. М., Литье под давлением реактопластов, 2 изд., Л., 1989; Шерышев М. А., Формование полимерных листов и пленок, Л., 1989. В. М. Виноградов, В.Н. Тюкаев.

Источник