В № 20 Виды пластмасс и способы получения изделий

Процесс получения пластмассы начинается с изготов­ления ее основы — связывающего вещества. Раньше для этих целей использовали натуральный каучук, природные смолы (шеллак, янтарь), казеин и др. В настоящее время пластмассы вырабатывают на основе син­тетических смол, представляющих собой высокомолекуляр­ные соединения, получаемые, как правило, полимеризаци­ей или поликонденсацией.

Полученную тем или иным способом смолу охлаждают и после затвердевания измельчают, превращая в зернис­тый порошок.

При изготовлении сложных пластмасс, включающих по­мимо смолы другие вещества (наполнители, красители и т. д.) важным этапом производства является подготовка необхо­димых компонентов: дробление, измельчение, просеивание, сушка и т. п. Затем порошкообразные составляющие сме­шивают с измельченной смолой. Смесь пропускают через вальцы для придания ей однородности. Из готовой массы получают пресспорошок, который поступает на дальней­шую переработку в детали.

Изделия из пластмасс изготавливаются преимуществен­но формообразующими операциями, основанными на ис­пользовании пластичности исходного материала. Обработ­ка резанием применяется, как правило, при доводочных операциях.

Недостатки механической обработки, заключаются не только в потерях на отходы, но и в ухудшении свойств материалов.

Перед подачей в форму материал необходимо подогреть.

Нагрев многих термопластических материалов приво­дит их в такое высокотекучее состояние, что из них могут быть получены детали сложной формы без создания высо­кого давления.

Литьем в формы получают детали различной конфигу­рации, которые затвердевают непосредственно в формах

Формовое прессование. При формовом прессовании ис­ходным материалом заполняется пресс-форма, а затем по­средством пуансона производится прессование (рис. 30).

Формование при низком давлении применяется для из­готовления крупногабаритных деталей. Формы для формования изделий при низком давлении изготавливают из гипса, бетона, дерева, полимерных и лег­коплавких материалов. Формующим силовым элементом является эластичный баллон из резины или из полимерного материала, в который под давлением 8—12 атм подается воздух, вода или масло.

При вакуумном формовании форма с исходным мате­риалом помещается в баллон, из которого затем выкачи­вается воздух.

Плитовое прессование. получают листы и плиты, а также детали более сложной формы (втулки подшипников скольжения, заготовки шес­терен и др.). Плитовым методом прессуют текстолит, асбестотекстолит, гетинакс и др.

Для изготовления слоистых пластиков листовые напол­нители пропитываются связующей смолой и укладывают­ся на плитах или формах, соответствующих конфигура­ции детали, затем заготовки устанавливают на пресс, на­гревают и прессуют.

Количество листов наполнителя зависит от толщины материала и степени его уплотнения.

Литье под давлением. фор­муются изделия из термопластичных материалов, но иног­да его используют для получения деталей из термореак­тивных материалов (рис. 31).

Исходный материал загружается в бункер литьевой ма­шины, из которого он определенными дозами поступает в нагревательный цилиндр, после нагрева нагнетательным поршнем материал подается в пресс-форму.

Выдувание. При этом методе заготовка приобретает конфигурацию внутренней полости пресс-формы.

Экструзия. Представляет собой процесс непрерывного выдавливания полимерного материала, находящегося в вязкотекучем состоянии, через отверстие в мундштуке экст-рудера (рис. 32).

В зависимости от формы отверстия мундштука можно получать полосы, листы, трубы и фасонные профили. Этот метод переработки пластмасс применим главным образом для термопластов, но в последние годы освоено выдавли­вание и термореактивных материалов.

Формование из листа применяется при переработке термопластичных материалов и получении из них изделий сложной формы с большой поверхностью и малой толщи­ной стенок.

В № 21 Технологические процессы производства химических волокон

В производстве различных химических волокон из при­родных полимеров и из смол имеется много общего, хотя каждый метод одновременно обладает своими характерны­ми особенностями. Принципиальная схема производства химических волокон независимо от исходного сырья делит­ся на четыре стадии:

1)получение исходного материала;

2) приготовление прядильной массы;

3) формование волокна;

4) отделка волокна.

Получение исходного материала может быть осущест­влено только из такого, молеку­лы которого обладают строгой линейной или малоразветвленной структурой. Если сырьем является природное вы­сокомолекулярное соединение, то его предварительно необходимо очистить от примесей. Для синтетических во­локон это синтез полимеров — получение смолы.

Приготовление прядильной массы. Для получения ис­кусственных волокон на основе эфиров целлюлозы их раст­воряют в 5-6-процентном растворе едкого натра и таким образом получают прядильный раствор. Прядильную мас­су для изготовления синтетических волокон готовят раст­ворением или расплавлением полимера.

Формование волокна, или прядение, заключается в вы­тягивании нити из раствора или расплава полимера. С этой целью раствор или расплав продавливают через очень ма­ленькие отверстия — фильеры (рис. 33). Тонкие струйки раствора или расплава, выходящие через фильеры, обра­батывают химическими реагентами или охлаждают, в ре­зультате чего они твердеют и превращаются в нити.

Фильеры устанавливают на прядильной машине. Каж­дая машина снабжена 60-100 фильерами. Существует два способа формования волокна — мокрый и сухой.

Мокрый способ используется в случае прядения волок­на из раствора (рис.34). Прядильный раствор продавли­вается через отверстия-фильеры и попадает в раствор, на­ходящийся в осадительной ванне.

Выдавливаемые через фильеры струйки .прядильного ра­створа реагируют с раствором осадильной ванны с образова­нием нитей волокна, которые наматываются на бобину.

Мокрый способ используют для изготовления искус­ственных волокон — вискозного, медно-аммиачного, иног­да — синтетических волокон.

Сухой способ применяется в случае прядения волокна из раствора или из расплава полимера. При сухом формо­вании волокна (рис. 35) попадают в виде тонких струек в шахту прядильной машины, в которую поступает нагре­тый воздух. Сухой способ применяют для получения ис­кусственных волокон, например ацетатного, а также неко­торых синтетических волокон.

Отделка волокна включает удаление загрязнений, суш­ку, в случае необходимости — его отбеливание и окраску. Как правило, все волокна подвергают обработке жиросо-держащими растворами для облегчения их переработки в процессах ткачества, вязания и др.

Каучук и резина. Свойства, характеристика, получение

Каучук представляет собой углеводород, который от­носится к группе высокомолекулярных соединений. Важ­нейшие его свойства — изменение формы под влиянием внешних сил и способность принимать начальную форму, если действие этих сил устранено.

Каучук имеет огромное значение в технике. На основе каучуков изготавливают резиновые, резино-тканевые и резино-металлические изделия, используемые в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, транс­порта и в домашнем обиходе. Из каучуков изготавливают более 40 000 наименований резиновых изделий: автомо­бильные и авиационные шины, приводные ремни, гибкие шланги и рукава, детали машин, электроизоляционные ма­териалы, предметы санитарии и гигиены и т. д.

Широкое применение резины объясняется ее высокой прочностью, эластичностью, амортизационными свойства­ми, хорошей сопротивляемостью к истиранию. Резина ус­тойчива к многим химическим средам и поэтому применя­ется для футеровки различных химических реакторов и изготовления уплотнительных деталей.

Каучуки подразделяются на натуральные и синтети­ческие.

Как известно, натуральный каучук — это эластичный материал растительного происхождения; применяемый преимущественно для изготовления резины и резиновых изделий. Содержится он в каучуконосных растениях в виде млечного сока (латекса) или отдельных включений в клет­ках их коры и листьев.

В настоящее время новые искусственные каучуки про­изводятся из попутных газов, получаемых при добыче неф­ти, из природных газов и являются как по качеству, так и по стоимости лучшими и более экономичными, чем естест­венный или синтетический каучук, получаемый из пище­вого сырья.

Наиболее распространенным вулканизирующим веществом является сера.

Ускорители сокращают время вулканизации, уменьша­ют потребное количество серы, позволяют снизить темпе­ратуру процесса. В качестве ускорителей применяют окись магния и свинца, гидроокись кальция, окись цинка.

Активаторы сокращают время вулканизации и повы­шают прочность резины. Для органических ускорителей в качестве активаторов применяют цинковые белила и окись магния.

Наполнители в зависимости от влияния на резиновую смесь разделяются на активные (усилители) и неактивные. Активные наполнители вводят в резиновую смесь как для увеличения ее объема, так и для улучшения свойств рези­ны, неактивные — только для увеличения объема.

Для придания резине требуемой окраски в смесь вво­дят органические и неорганические красители, отличаю­щиеся светостойкостью, устойчивостью при вулканизации и большой красящей способностью (окись титана и хрома, цинковые белила, охра).

Для облегчения смешения каучука с порошковыми ма­териалами и обработки резиновой смеси в нее вводят в ко­личестве 5—20% мягчители (мазут, масла, каменноуголь­ные смолы, канифоль и др.).

Под длительным действием кислорода воздуха проис­ходит старение резины, заключающееся в изменении фи­зических, химических и механических свойств. Для пре­дохранения от старения в состав резиновых смесей вводят в количестве 0,5—2% от веса каучука противостарители — вещества, вступающие в химическое взаимодействие с кис­лородом и предохраняющие этим резину от старения.

Классификация резин

По назначению резины подразделяются на следующие группы:

1. Резины общего назначения, эксплуатируемые при температуре от -50 до +150 °С (шины, обувь, ремни, амор­тизаторы и др.).

2. Теплостойкие резины, применяемые при температу­ре выше 150°С (детали самолетов, машин, электродвига­телей и т. п.).

3. Морозостойкие резины, устойчивые при работе из­делий в условиях Крайнего Севера, Антарктиды и на боль­ших высотах.

4. Химически стойкие резины, устойчивые к озону, кис­лороду, кислотам, щелочам, растворам солей и т. д.

5.Маслостойкие резины, устойчивые в бензине, керо­сине, нефти.

6.Газонаполненные резины, применяемые как тепло­изоляционный материал.

7. Резины, стойкие к действию радиации и применяемые для изготовления деталей рентгеновских аппаратов и т. п.

8. Диэлектрические резины, используемые для изоля­ции кабелей и в других целях.

В № 19Технологические процессы изготовления резино-технических изделий

Процесс изготовления резиновых изделий состоит из нескольких стадий:

1)приготовление сырой резиновой смеси из ингредиентов;

2) изготовление или формование заготовок или изделий из сырой резиновой смеси;

3) вулканизация изделий;

4) отделка изделий.

виды переработки.

Каландрование — процесс получения резиновых лис­тов или профильных заготовок, покрытие тканей слоем ре­зины, сдваивание листов и др. Выполняется на специаль­ном оборудовании — каландрах, По выходе каландровая резина закатывается в рулоны.

Каландровую резину с гладкой поверхностью и без воз­душных пузырей можно получать толщиной 0,15-1,2 мм.