ВУЗ:
Составители:
41
4 ТВЕРДОФАЗНАЯ ЭКСТРУЗИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ
ПОЛИМЕРОВ
В настоящее время проблема получения высокопрочных поли-
мерных материалов и изделий находится под пристальным вниманием
исследователей. Успешный путь решения этой проблемы связан с ис-
пользованием методов пластического деформирования материалов в
твердом состоянии, обеспечивающих высокую степень ориентации как
аморфным, так и частично кристаллическим полимерам [2, 3, 7, 15, 35].
Существует ряд
технологических процессов ориентационного
пластического деформирования полимеров в твердом состоянии, т.е.
при температурах ниже Т
с
или Т
пл
, а именно: холодная вытяжка, твер-
дофазная (плунжерная) экструзия, гидростатическая экструзия, равно-
канальная угловая экструзия (РКУЭ), равноканальная многоугловая
экструзия (РКМУЭ), винтовая твердофазная экструзия (ВТЭ) и прокат-
ка [2].
При твердофазной экструзии (прессовом или плунжерном вы-
давливании), в противоположность объемной штамповке, формование
идет из открытой прессформы до тех пор, пока есть запас материала.
В
технике твердофазной экструзии металлов применяется прямое и об-
ратное прессовое выдавливание. Использование обратного выдавлива-
ния при переработке термопластов не всегда убедительно. Лучших ре-
зультатов можно достигнуть прямым выдавливанием, однако, широко-
го распространения этот метод ещё не получил [2, 23, 25-27].
Основной характеристикой процесса плунжерной твердофазной
экструзии является величина «экструзионного отношения» λ
экс
[24],
которая равна отношению площадей поперечного сечения заготовки и
формующего отверстия. Диаметр экструдата никогда точно не совпада-
ет с диаметром отверстия в головке из-за релаксационных процессов,
происходящих после выдавливания. Поэтому вводится дополнительный
параметр ρ
экс
, который равен отношению поперечного сечения заготов-
ки и экструдата. Параметр ρ
экс
называется «деформационным отноше-
нием» при твердофазной экструзии полимеров.
Для некоторых полимеров (полиолефинов) при всех значениях
λ
экс
удаётся осуществить процесс прессового выдавливания. В других
случаях это
удаётся только до определенного значения λ
экс
, после чего
образец не формуется в монолитный экструдат, а раскрашивается. Для
42
некоторых полимеров вообще не удается осуществить процесс твердо-
фазной экструзии через формующее отверстие при комнатной темпера-
туре [2].
Параметрами твердофазной плунжерной экструзии полимеров и
факторами, эффективно влияющими на качество готового экструдата
являются экструзионное отношение λ
экс
, температура материала, необ-
ходимое давление выдавливания Р
ф
, угол входового конуса в капилляр,
длина капилляра и наличие модифицирующих добавок [2].
Равноканальная угловая экструзия (РКУЭ) в ряде случаев может
быть альтернативой для других методов твердофазной обработки мате-
риалов давлением: плунжерной и гидростатической экструзии, холод-
ной вытяжки, прокатки. На рисунке 4.9 показана экспериментальная
ячейка высокого давления для реализации РКУЭ. Заготовка помещается
в
канал, изогнутый под некоторым углом. Поперечное сечение канала
остается неизменным на всей его длине. Под действием давления, при-
лагаемого со стороны пуансона, заготовка полимера перемещается и
пластически деформируется в канале в условиях, близким к простому
сдвигу. При выходе из канала заготовка приобретает форму и размеры,
близкие к исходным, но её структура
и физико-механические свойства
существенно меняются в результате пластической деформации. Еще
большего изменения микроструктуры и свойств можно добиться, если
данную заготовку последовательно деформировать методом РКУЭ не-
сколько раз. При этом пластическая деформация будет накапливаться.
Практический интерес представляет применение метода РКУЭ
для порошкообразных полимеров. Есть основания предполагать, что
метод РКУЭ при
повышенных температурах позволит получать упроч-
ненные изделия из полимеров, трудно перерабатываемых традицион-
ными способами через стадию расплава. Основной недостаток метода
РКУЭ – наличие больших сил трения в рабочем канале. Использование
противодавления в РКУЭ является одним из путей уменьшения растя-
гивающих напряжений в полимерной заготовке и, как следствие, по-
вышения ее деформируемости.
Используя
РКУЭ, можно получать образцы, обладающие кон-
тролируемой молекулярной ориентацией. Ею можно управлять путем
многократного экструдирования одного и того же образца с изменени-
ем его положения относительно экспериментальной ячейки при каждом
последующем проходе.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
