Учебник по ТП 1

Проектная зависимость тп от технологических свойств пм

Известно, что среди классификаций ПМ по различным признакам важное место принадлежит классификации по технологическим возможностям, которая подразделяет ПМ на пресс-композиции, литьевые, экструзионные, штамповочные и другие пластмассы, а также на пултрузионные, намоточные, напыляемые и другие армированные пластики. Основанием для принадлежности ПМ к определенной классификационной группе служат необходимые технологические свойства, под которыми понимают комплекс свойств, определяющих процессы переработки ПМ в изделия.

Знание технологических свойств теплофизического, реологического и объемного характера дает возможность обоснованно решать задачи проектирования ТП, их интенсификации, рационализации и оптимизации. Выбор физического или химического метода переработки и определение технологических параметров соответствующих процессов в каждом случае осуществляются с учетом конкретного перечня технологических свойств заданного ПМ, например, текучести, влажности, скорости отверждения, усадки, таблетируемости и др. (см. табл. 1.2).

Таблица 1.2.

Зависимость основных процессов при переработке пластмасс от их технологических свойств и стандартных параметров /1/.

Процесс

Технологическое свойство

Стандартизуемый параметр и метод его определения

Деформирование (вязкое течение, растяжение) :

- с развитием необратимой пластической деформации ;

- с развитием и накоплением обратимой эластической деформации ;

- с релаксацией параметров деформирования после его прекращения.

Деструкция (термоокисли- тельная, гидролитическая, механическая под действием температуры, кислорода, влаги и механических напряжений).

Нагревание, охлаждение.

Кристаллизация и плавление

Изменение объема при воздействии температуры и давления.

Прилипание к металлу формы, каландрам, вальцам и другим рабочим органам перерабатывающего обору- дования.

Сорбция влаги (увлажнение) Например, при нахождении в бункере.

Уплотнение гранул или по-рошка, например, при прес- совании или пластикации.

Вязкость, характеризуемая сопротивлением течению. Модуль эластичности, хара-

ктеризуемый сопротивле- нием развитию эластичес-

кой деформации.

Характерное время релакса- ции, характеризуемое скоростью релаксационного процесса; константа релак- сационного процесса.

Стойкость к деструкции, характеризуемая способно- стью сохранять свойства (технологические, эксплуатационные) и цвет.

Теплопроводность, температуропроводность и теплоемкость.

Характеристики кристалли-зации и плавления (интервал кристаллизации, температу-ра плавления, температура начала плавления, теплота плавления (кристаллизации)

Тепловое расширение и сжатие.

Адгезия между контакти-рующими пластмассой и металлом.

Влажность, характеризуемая гигроскопичностью пластмассы (способностью увлажняться в среде влаж-ного воздуха).

Характеристики сыпучих материалов в твердом состоянии (насыпная плот-ность, сыпучесть, гранулометрический состав и др.)

ПТР (в г за 10 мин). ГОСТ 11645-73

Период термостабильности расплава (в мин); коэффици- ент термостабильности Кст (отношение двух ПТР после нагрева в течение разных периодов). Методика НПО «Пластмассы».

Коэффициенты теплопро- водности, температуропро-водности и удельной теплоемкости при стандарт-ной температуре.

ГОСТ 23630-79

Температура плавления.

ГОСТ 21553-76

Коэффициент линейного теплового расширения при стандартной температуре. ГОСТ 15173-80

Сила выталкивания станда-ртного образца, отлитого при определенных парамет-рах; аремя прилипания к вальцам.

Нормативно-техническая документация на пластмассу

Равновесное влагопоглоще-ние Вст (в %) в стандартных условиях (относительная влажность воздуха 50-60 %, температура 20-23 *С).

ГОСТ 4650-80

Насыпная плотность (в кг/м³); время (в с) или ско-рость (в кг с) истечения пластмассы через отверстие стандартной конической воронки; содержание частиц определенного размера, вы-раженное в % от массы исследованного образца.

Нормативно-техническая документация на пластмассу

При этом в зависимости от количественных показателей технологических свойств различные ПМ принято определять как технологичные или, наоборот, нетехнологичные. Условность такого подразделения ПМ состоит в том, что мера технологичности ПМ соотносится, как правило, с существующими методами и серийными средствами технического оснащения ТП. В то же время, при их отсутствии или недостаточности те же технологические характеристики ПМ нередко становятся стимулом для разработки новых методов, технологической оснастки или перерабатывающего оборудования.

Вместе с тем, и сами технологические свойства ПМ способны претерпевать радикальные изменения при варьировании составов, структуры, межфазного взаимодействия и других признаков, характеризующих определенный вид ПМ. В результате вариабельность технологических свойств ПМ одного вида, фиксируемая различными марками этого материала, обусловливает способность к переработке в изделия сразу несколькими различными методами (табл. 1.3).

Таблица 1.3.

Основные методы переработки* пластических масс /2/.

Основа ПМ

ЛД

ЭП

ЭТ

ЭК

ВФ

ПР

КФ

СВ ХСВ

СК

Полиэтилен + + + + + + + +

Полипропилен + + + + + + +

Сополимер этилена

с пропиленом + + + +

Сополимер этилена

с винилацетатом + + +

Полистирол + + + + + +

Ударопрочный

полистирол + + + + + +

АБС-пластики + + + + + +

Полиметилметакри-

лат + + + + + +

Политетрафторэти-

лен + +

Поливинилхлорид

(пластифифициро-

ванный) + + + + + + + + +

Поливиниловый

спирт + +

Поливинилацетат + + +

Полиформальдегид + + +

(сополимеры)

Пентапласт + + + +

Полифениленоксид + + +

Полисульфон + + + + + +

Полиэтилентере-

фталат + + + + +

Продолжение таблицы 1.3.

Основа ПМ

ЛД

ЭП

ЭТ

ЭК

ВФ

ПР

КФ

СВ

ХСВ

СК

Полибутилентере-

фталат + + + + + + +

Поликарбонат + + + + + + +

Полиамиды + + + + + + +

Фенилон + + + + + +

Полиимиды + + + Х+

Полиуретаны + + + + +

Фенопласты + + + + Х+ +

Аминопласты + + + + Х+ +

Ненасыщенные поли-

эфирные композиции + + + + Х+ +

Эпоксидные компози-

ции + + + + Х+ +

Фурановые компози-

ции + + +

Кремнийорганические

композиции + + +

Этролы + + + + +

*ЛД- литье под давлением; ЭП- экструзия пленок, листов; ЭТ- экструзия труб, профилей; ЭК - экструзия кабельной изоляции; ВФ - выдувное (пневмо)формование; П- прессование;

К- каландрование; ПР- полив из раствора; З- заливка; КФ- контактное формование; СВ- сварка; ХСВ- химическая сварка; СК- склейка.

Возможности варьирования составов ПМ могут приводить и к более радикальным изменениям. Так, при увеличении длины волоконных наполнителей свыше критической достигается переход ПМ из разряда пластмасс в разряд армированных пластиков, специфика технологических свойств которых исключает возможность их переработки в изделия, например, литьем под давлением, экструзией, раздувом, вынуждая использовать для этого методы намотки, пултрузии, выкладки. Следовательно, в общем случае проектная зависимость ТП от технологических свойств ПМ может быть представлена в виде схемы, изображенной на рис. 1.3.

Содержание