Переработка полимеров в твердой фазе. Баронин Г.С - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

лирования температуры в термокамере до 300 °С, термошкаф до 300 °C, термопара, микрометр, секун-
домер, штангенциркуль, потенциометр ПП-63, образцы полимера.
Методические указания
В результате работы над физико-химическими и технологическими основами переработки термо-
пластов в твердой фазе [2] установлено, что выбор оптимальных технологических параметров процесса
объемной штамповки основан на комплексном рассмотрении экспериментальных данных по структуре
и релаксационным переходам, пластических свойств при различных условиях нагружения, а также ис-
ходя из анализа результатов исследований по объемной штамповке конкретных изделий. Такие иссле-
дования проведены для полимерных систем на основе ПВХ, ПЭ, ПС, ПА, Ф-4 и ПК [2, 22, 25 – 27].
Разработанные способы объемной штамповки термопластов в изделия включают стадии предвари-
тельного нагрева заготовки до температуры Т
з
на (5…10) °С ниже Т
с
(для аморфных полимеров) или Т
пл
(для кристаллизующихся термопластов), формования при давлении Р
ф
= 50…150 МПа в необогревае-
мой прессформе или нагретой до Т
ф
и выдержки под давлением в течение 60…100 с [2]. Указанные спо-
собы объемной штамповки обладают тем недостатком, что уровень внутренних ориентационных на-
пряжений в изделиях остается достаточно высоким. Кроме того, указанные методы не обеспечивают
получения качественных изделий из высоковязких термопластов (например ПК), имеющих высокое
межмолекулярное взаимодействие. Последние экспериментальные факты объясняются тем, что в твер-
дом состоянии исходные гомополимеры, в частности ПК, неэффективно передают давление формова-
ния на боковые стенки прессформы.
Из формулы (3.6), лабораторной работы 4 [9]
µ−
µ
=ξ
1
,
где ξ – коэффициент бокового давления,
µ
– коэффициент Пуассона, следует, что при
µ
= 0,35…0,40
(значения для твердых термопластов), коэффициенты
ξ
= 0,54…0,67, а следовательно, 35…45 % от дав-
ления формования не "доходит" до боковых стенок прессформы.
Лучших результатов можно достичь штамповкой при высоких значениях Т
з
, при температурах не-
сколько выше Т
с
или Т
пл
с последующим отверждением материала под высоким давлением [22].
Известно, что при температурах больше Т
с
или Т
пл
коэффициент
µ
→0,5. В этом случае
ξ
→ 1, т.е.
давление формования равномерно передается на все стенки прессформы. Одновременно резко умень-
шается сопротивление деформированию. В результате оформление заготовки в изделие происходит при
относительно низких давлениях, что приводит к существенному снижению внутренних ориентацион-
ных напряжений в материале.
Известно также, что полимер может быть переведен из высокоэластического в стеклообразное со-
стояние при данной температуре в результате увеличения давления, т.е. в режиме изотермического от-
верждения [2]. Впервые указанный подход использовался авторами при разработке упрочняющей тех-
нологии объемной штамповки приводных звездочек снегохода из ПЭВП и СВМПЭ [2, 22].
Согласно данной технологии давление формования должно превышать давление, при котором про-
исходит оформление изделия. Это необходимо для перевода материала из высокоэластического состоя-
ния в стеклообразное, что приводит к улучшению физико-механических свойств штампуемого изделия.
Однако указанный технологический прием сопровождается одним нежелательным явлением, заклю-
чающимся в том, что полное затвердевание изделия под высоким давлением приводит к получению из-
делия с отрицательной технологической усадкой. Опыт показал, что все линейные размеры изделия,
перпендикулярные направлению формования при полном затвердевании материала под высоким давле-
нием, были заметно больше соответствующих размеров прессформы. Ясно, что извлечение такого изде-
лия из прессформы сопровождается повреждением его поверхности.
Для устранения указанных недостатков технологии в работе используется ступенчатый метод сни-
жения давления (рис. 5.4) [22].
Процесс объемной штамповки термопластов по данной технологии проводится следующим обра-
зом. В прессформу плунжерного типа, нагретую до температуры теплостойкости исходного термопла-
ста, что соответствует температуре вторичного релаксационного перехода Т
β
(Т
β′
) для стеклообразного
полимера или температуре предплавления Т
1
– для кристаллизующегося полимера (см. лабораторные ра-
боты 1 и 2), помещают нагретую заготовку до температуры Т
з
на 5…10 °С выше Т
с
или Т
пл
и производят

Страницы