Способы изготовления изделий из пластмасс

Формование изделий из пластмасс осуществляется различными способами, выбор которых зависит от вида изделия и используемого полимера.

Экструзия (выдавливание) - непрерывный процесс продавливания вязкотекучей полимерной композиции через мундштук (формообразующее отверстие) экструдера. Экструдеры состоят из обогреваемого цилиндра с вращающимся в нем винтовым конвейером (шнеком), в конце которого находится формообразующее отверстие. Размеры формообразующего отверстия для листов и пленок могут находиться в пределах 0,3... 1500 мм ширины и 0,1...4 мм и более толщины.

Пластическая масса, загружаемая в экструдер в виде порошка или гранул, поступает в камеру, нагреваемую электричеством или паром. Вращающийся шнек выдавливает размягченную пластмассу из обогреваемой камеры через отверстие желаемой формы. В потоке воздуха около отверстия или в охлаждаемой емкости материал застывает по мере выхода из экструдера. Формованная пластмасса по валкам попадает на ленточный конвейер, где изделия скатывают в рулоны или разрезают на отрезки необходимой длины. Обрабатывать таким способом можно как твердые, так и мягкие, каучукоподобные материалы (например, полиэтилен, поливинилхлорид и его сополимеры, эфиры целлюлозы, синтетические и природные каучуки).

Способом экструзии получают непрерывные изделия (пленки, профили самого разнообразного типа, листы, трубы и шланги), а также объемные и многослойные изделия, вспененные и с поверхностью, имитирующей различные декоративные материалы.

Каландрование — процесс непрерывного формования различных пленочных и листовых полимерных материалов, нанесения на их поверхность рельефного рисунка, дублирования предварительно отформованных ленточных заготовок, армирования полимерных материалов тканями, сеткой из размягченной полимерной композиции, однократно пропускаемой через зазор между валками каландра. По числу валков каландры подразделяются на двух- и более валковые. Полимерная композиция непрерывно подается на горячие валки, а поступающие с них изделия охлаждаются при прохождении через последующие холодные валки. На последнем этапе листы сматываются в рулоны. Для получения тонких полимерных пленок применяют серию валков с постепенно уменьшающимся зазором между ними.

При использовании в каландровочной машине профилированных валков можно получать тисненые листы различных рисунков. Декоративные эффекты (имитация под мрамор, гранит) могут быть достигнуты путем введения в каландр смеси композиций различных цветов. Обычно в листы каландрируют такие полимеры, как поливинилхлорид, полиэтилен, каучук и сополимер бутадиена, стирола и акрилонитрила. С помощью каландрирования можно изготавливать материалы толщиной 0,1...2,5 мм и шириной до 200 мм.

Прессованием называют способ формования полимерных изделий в обогреваемых гидравлических прессах. Пресс-порошок, состоящий из порошка термореактивного полимера и измельченного наполнителя, пластификатора и других добавок, подается в обогреваемую пресс-форму (матрицу). Порошок при этом размягчается и под давлением заполняет всю полость формы; отверждается в готовое изделие. В одной форме можно сразу изготовлять несколько изделий. Прессованием можно получать изделия сложной формы и самых разнообразных размеров: детали санитарно-технического оборудования, электротехнические устройства, рукоятки рычагов управления, слоистые пластики, древесностружечные и древесноволокнистые плиты и другие изделия.

Изготовление изделий литьевым способом может осуществляться без давления в формах и под давлением.

При литьевом способе без давления жидкая или расплавленная композиция полимера разливается в формы, где и отвердевает, приобретая конфигурацию изделия. Таким способом могут быть получены листы, трубы, стержни и т. п.

Литье под давлением — процесс формования изделий из полимерных композиций, которые предварительно пластифицируются в обогреваемом цилиндре, затем впрыскиваются в разъемную охлаждаемую (для термопластов) или обогреваемую (для реактопластов) форму, где быстро затвердевают. Температура цилиндра и формы регулируется и изменяется в зависимости от свойств перерабатываемого материала.

Отдельную группу пластмасс составляют стеклопластики. Процессы формования стеклопластиков очень специфичны и зависят как от вида стеклянного наполнителя (волокно, жгут, ленты, ткани, маты), так и от типа смол (термореактивные или термопластичные, горячего или холодного отверждения и т. д.). Способы их переработки отличаются от традиционных:

— способом намотки стекложгутов или стеклолент, пропитанных смолой, получают высокопрочные и герметичные трубы, сосуды, полые изделия;

— способом протяжки (полтрузии) стеклянных волокон, пропитанных полимерной композицией, через нагретую фильеру производят стержни, трубы, профильные изделия, в которых стеклянный наполнитель ориентирован в одном продольном направлении;

— плоские и гофрированные листы из стеклопластиков получают способом прокатки между валками или роликами;

— контактное формование применяют преимущественно для получения крупногабаритных изделий из нескольких слоев стеклоткани, пропитанной смолой;

— тонкостенные изделия можно формовать, напыляя рубленый стекложгут, смолу и отвердитель на поверхность формы (модели).

К способам механической обработки полимеров и пластмасс относят: фрезеровку, резку, расточку, шлифовку и др.