Переработка полимеров и композитов в твердой фазе. Баронин Г.С - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НОВОЙ
ТВЁРДОФАЗНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ И КОМПОЗИТОВ.
СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
Все возрастающий объём производства пластических масс требует дальнейшего совершенствования
существующих и разработки новых высокопроизводительных технологических процессов переработки
полимеров. Дальнейший прогресс в области переработки пластических масс связан с резким повышением
производительности перерабатывающего оборудования, сокращением трудоёмкости в производстве изделий и
повышением их качества. Решение поставленных задач невозможно без применения новых прогрессивных
методов переработки, к числу которых относятся различные виды обработки полимеров давлением в твёрдом
агрегатном состоянии (объёмная и листовая штамповка, твёрдофазная и гидростатическая экструзия, прокатка и
др.).
Технологические методы обработки полимеров давлением в твёрдом агрегатном состоянии известны
сравнительно недавно.
В настоящее время нет единой сложившейся терминологии. В работах разных авторов встречаются
различные названия метода: "формование в твёрдом состоянии", "формование в твёрдой фазе", "пластическое
деформирование (формоизменение)", "низкотемпературное формование", "переработка при температуре ниже
температуры плавления или стеклования". По-видимому, следует считать, что терминология нового
технологического метода сейчас только складывается и не является окончательной.
Формование ведётся в температурном интервале, заключённом между комнатной температурой и
температурой стеклования (
Т
с
) для аморфных полимеров или плавления (
Т
пл
) для кристаллизующихся [2]. Частным
случаем метода является формование без нагрева, т.е. переработка при температуре окружающей среды. В
литературе этот вид переработки термопластов носит название "холодное формование" [3]. Если комнатная
температура лежит ниже температуры хрупкости полимера
Т
хр
, то переработку ведут выше этой температуры, что
обеспечивает проведение процесса в нехрупкой области. Таким образом, температурный интервал возможного
формования термопластов методами пластического деформирования
Т
хр
–
Т
с
[2].
В основе всех процессов переработки полимеров в твёрдом состоянии лежит пластическая (вынужденно-
эластическая) деформация, которая носит обратимый характер. Вынужденно-эластические деформации в
полимерах развиваются под влиянием больших механических напряжений. После прекращения действия
деформирующего усилия, при температурах ниже температуры размягчения, вынужденно-эластическая
деформация оказывается фиксированной в результате стеклования или кристаллизации материала и
деформированное полимерное тело не восстанавливает свою исходную форму. При нагревании до температуры
Т
с
возрастает подвижность макромолекул полимера и деформированное тело стремится восстановить свои
исходные форму и размеры [3 – 25].
Однако физическая сущность явления вынужденной высокоэластичности в свете новых представлений о
деформации полимеров при
Т
<
Т
с
(
Т
пл
) остаётся далеко неясной [19]. Это связано, по-видимому, с тем, что
вынужденно-эластические деформации в некоторых случаях не полностью обратимы [2]. В общей деформации
имеется доля необратимой деформации. Необратимые деформации свидетельствуют о процессах разрушения,
протекающих при вынужденно-эластической деформации. Если же полная геометрическая обратимость
вынужденно-эластической деформации и имеет место, то она не ведёт к восстановлению физико-механических
свойств полимеров [35].
Под пластичностью обычно понимают свойства твёрдых тел необратимо деформироваться под действием
внешних сил. Однако, пластические деформации в кристаллических телах в некоторых случаях могут быть
обратимыми. Известно явление упругого двойникования, которое стало общепризнанным [17]. Такие проявления
обратимой пластичности, как упругое мартенситное превращение, сверхупругость и эффект памяти формы в
основном реализуются в металлических кристаллах. Они получили широкое практическое применение в технике
в виде саморазворачивающихся в космическом пространстве антенных устройств, силовых устройств в
робототехнике и т.п.
Одним из основоположников исследований пластической деформации в твёрдых кристаллических телах,
связанных с упругостью или обратимым характером двойникования, является выдающийся русский учёный В.И.
Вернадский, который посвятил этому вопросу свою диссертацию (1897) [2].
Таким образом, исходя из вышеизложенного, с учётом современных представлений о больших деформациях
в твёрдых телах (в кристаллических и аморфных), под пластичностью следует понимать свойство твёрдых тел
изменять свою форму и размеры под действием значительных нагрузок, превышающих некоторое пороговое
значение.
При таком широком понимании явления пластичности твёрдых тел, вынужденно-эластическая деформация
полимеров, так же как и упругое двойникование, упругое мартенситное превращение, сверх- упругость в
металлах и другие, являются разновидностями пластической деформации. В данном случае мы встречаемся с

Страницы