Основные процессы, протекающие при переработке, технологические свойства, связанные с этими процессами, типы марок пластмасс с улучшенными
технологическими свойствами [1]
| Основные процессы и стадии переработки | Протекающие при этом процессы | Технологические свойства | Марки пластмасс |
| Деформирование | Вязкое течение | Вязкостные свойства | С повышенной текучестью |
| Развитие высокоэластической деформации и ее релаксация | Высокоэластические и релаксационные свойства | С пониженным разбуханием экструдата | |
| Для получения изделий с заданным уровнем внутренних напряжений | |||
| Термодинамические процессы | Нагревание, охлаждение | Теплофизические свойства: теплопроводность, температуропроводность, удельная теплоемкость | С повышенной скоростью нагревания и охлаждения (отвердевания) |
| Кристаллизация | Параметры кристаллизации и плавления | С ускоренной кристаллизацией | |
| Физико-химические процессы | Деструкция | Стойкость к термоокислительной, гидролитической и механической деструкции в процессе переработки | Термостабилизированная для переработки |
| Структурирование | Параметры структурирования | С частичным структурированием | |
| Извлечение изделий из формы | Преодоление адгезии пластмассы к металлу формы | Сила адгезии пластмассы к металлу формы | С облегченным извлечением изделия из формы |
| Перемещение гранул в узлах машины | Преодоление трения гранул о стенки узлов машины | Коэффициент трения пластмассы о металл | Для облегчения перемещения гранул в узлах машины |
Многофункциональное назначение имеют марки со смазками. По механизму действия на композицию смазки классифицируют на внутренние, внешние и внутренне-внешние. Внутренние смазки хорошо совмещаются с полимером и, уменьшая силу когезии между полимерными цепями, снижают вязкость полимера (т. е. повышают его текучесть). Внутренние смазки обычно имеют пониженную молекулярную массу и содержат полярные функциональные группы (сложную эфирную, гидроксильную, карбоксильную, амидную и др.). Внешние смазки, плохо совмещаясь с полимером, мигрируют на его поверхность и практически не изменяют вязкость и механические свойства полимера. Они обычно имеют большую молекулярную массу и относятся к классу неполярных соединений. Большинство смазок – внутренне-внешние, т. е. совмещают свойства как внешних, так и внутренних смазок. На то, какой является смазка – внешней или внутренней, влияют тип полимера (главным образом, химическое строение, полярность), тип смазки (химическое строение, полярность и молекулярная масса), концентрация смазки, метод ее введения (равномерность распределения в полимере). В полимеры обычно вводят небольшие количества (0,1–2%) смазки, так как ее избыток может ухудшить эксплуатационные свойства композиции и производительность оборудования из-за возникновения эффекта проскальзывания.
Внутренние (или внутренне-внешние) смазки вводят главным образом для улучшения текучести композиции, а внешние (или внутренне-внешние) – для облегчения извлечения изделий из формы; введение смазок дает и другие положительные эффекты (табл. 3.6).
В качестве смазок используют простые и сложные эфиры, воска (смеси преимущественно из эфиров высших карбоновых кислот с высокомолекулярными спиртами), углеводороды, парафины, низкомолекулярный полиэтилен, соли жирных кислот (стеараты кальция, цинка, бария, кадмия, натрия, лития, магния), амиды жирных кислот, кремнийорганические жидкости и т. д.
Эффективность применения марок пластмасс с улучшенными технологическими свойствами описана в табл. 3.7, марочный ассортимент пластмасс с улучшенными технологическими свойствами представлен в справочной литературе [1, с. 372–373].
Таблица 3.6
Эффективность применения смазок при формовании пластмасс [1]
| Эффекты при введении смазки | Тип смазки * |
| 1. Улучшение текучести композиции и снижение напряжений сдвига при переработке, что обеспечивает: – снижение внутренних напряжений в изделиях; повышение стабильности размеров изделий за счет снижения внутренних напряжений; – уменьшение коробления изделий за счет снижения внутренних напряжений; – уменьшение утяжин изделий за счет снижения возникающих при формовании перепадов давлений; – уменьшение растрескивания изделий за счет снижения внутренних напряжений; – уменьшение механодеструкции композиции при переработке и в результате этого улучшение прозрачности, цвета и блеска поверхности изделий; – уменьшение расхода энергии, повышение скорости течения при формовании | 1, 2, 4 |
| 2. Уменьшение прилипания композиции к формующему и рабочему инструменту, что обеспечивает: – легкость извлечения изделия из формы и улучшение блеска поверхности изделий; – предотвращение прилипания расплава к шнеку, формующей головке и валкам; – улучшение скольжения, уменьшение термодеструкции | 2, 3, 4 |
| 3. Уменьшение водопоглощения композиции | 1, 2, 3, 4 |
| 4. Повышение стабильности расплава за счет уменьшения деполиконденсации, деполимеризации, сшивки, гидролитической деструкции | 1, 2, 3, 4 |
| 5. Улучшение дисперсности: – пигментов и улучшение равномерности окраски изделий; – наполнителей и повышение стабильности свойств изделий | 1, 2, 4 |
| 6. Повышение ударной прочности композиции | 1, 2, 4 |
| 7. Снижение статического электричества (предотвращает слипание пленок) | 2, 3, 4 |
| 8. Улучшение сыпучести композиции | 2, 3, 4 |
| 9. Улучшение возможности нанесения печати | 2, 3, 4 |
| Примечание:* 1 – внутренняя смазка; 2 – внутренне-внешняя; 3 – внешняя; 4 – комплексная |
Таблица 3.7
Эффективность применения марок пластмасс с улучшенными технологическими свойствами [1]
| Тип марки | Показатели эффективности применения | |||
| расширение областей применения полимеров | интенсификация технологических процессов переработки | получение качественной и стабильной продукции | экономия полимеров | |
| С облегченным извлечением изделий из формы | Расширяется ассортимент получаемых изделий | Обеспечивается возможность работы литьевых машин в автоматическом режиме, снижается трудоемкость, обеспечивается возможность использования с ЧПУ и АСУТП | Исключается брак типа сколов, коробления, растрескивания, возникающий при затрудненном извлечении изделий из формы, увеличивается выход годной продукции на 10–25% | Экономия за счет снижения брака на 10–25% и материалоемкости на 5–10% в результате обеспечения возможности применения оптимальных режимов формования с малым давлением литья |
| С повышенной текучестью | Расширяется ассортимент получаемых изделий за счет возможности получения тонкостенных изделий | Повышается скорость течения при формовании, увеличивается производительность | Уменьшается брак за счет снижения коробления и усадки | Экономия за счет снижения брака до 10% |
| Термостабилизированная для переработки | Исключается переналадка технологических режимов формования из-за нестабильности процесса в результате деструкции полимера | Обеспечивается качество и стабильность свойств получаемых изделий за счет уменьшения деструкции при переработке | Снижается брак до 10% | |
| С ускоренной кристаллизацией | Ускоряется цикл переработки до 10–15% | Повышается стабильность свойств изделий при переменных технологических режимах формования | ||
| С повышенной скоростью нагревания и охлаждения (затвердения) | Ускоряется цикл переработки, повышается производительность до 10–25% | Повышается формоустойчивость крупногабаритных изделий | Экономия за счет улучшения качества изделий и увеличения работоспособности на 10–15% | |
| С частичном структурированием | Расширяется ассортимент получаемых изделий | Повышается производительность за счет извлечения изделий при более высоких температурах | ||
| С пониженным разбуханием экструдата | Обеспечивается возможность применения высоких скоростей экструзии | Обеспечивается стабильность размеров | Снижается брак до 10–15% | |
| Для облегчения перемещения гранул в узлах машины | Обеспечивается получение качественных изделий из композиций с анизотропным наполнителем | Снижается брак за счет бесперебойной работы пластикатора |