Вопрос № 5 переработка пластмасс в изделия (изготовление изделий из пластмасс)

Переработка пластмасс в изделия (изготовление изделий из пластмасс) – это комплекс технологических процессов, обеспечивающий получение полуфабрикатов или изделий из пластических масс с использованием специального оборудования.

Методы изготовления изделий из пластмасс зависят от их термических свойств при нагревании:

1) термопластичные пластмассы (термопласты) (полиолефиновые, поливинилхлоридные, полистирольные, полиамидные, полиэфирные, фторопласты и др.) при нагревании размягчаются и легко формуются в изделия, а при охлаждении застывают, свойства их при этом изменяются обратимо;

2) термореактивные (реактопласты) (фенолоформальдегидные, аминоформальдегидные, эпоксидные и др.) размягчаются лишь в момент формования изделия (при нагревании и давлении), после чего пластмасса необратимо переходит в неплавкое состояние.

Методы переработки пластмасс в изделия:

1. Переработка термопластов:

1.1. Экструзия (шприцевание, выталкивание) (волокна и нити, пленки, листы, трубы, ленты, стержни, изоляция электрических проводов и кабелей и др.):

	1 – загрузочный бункер, 2 – цилиндр машины, 3 – нагревательные элементы, 4 – формующая головка, 5 – шнек, 6 – решетка (сетка), 7 – выдавливаемый профиль

Схема работы экструдера (шнекмашины)

· пластмасса, загружаемая в экструдер в виде порошка или гранул, поступает в камеру, нагреваемую электричеством или паром;

· вращающийся винт (шнек) выдавливает размягченную пластмассу из обогреваемой камеры через отверстие желаемой формы;

· материал застывает в потоке воздуха около отверстия или в охлаждающей емкости по мере того, как он выходит из экструдера;

· по валкам формованная пластмасса попадает на ленточный конвейер, где товар скатывают в рулоны или разрезают на отрезки подходящей длины.

1.2. Литье под давлением (литьевое формование) (предметы со сложным профилем) – зеркальный блеск поверхности и след от литника:

· материал (обычно в виде небольших гранул) нагревают в камере в отсутствие воздуха;

· когда пластмасса разжижается, плунжер (поршень) выдавливает ее через отверстие в холодную форму;

· материал быстро охлаждается и после затвердевания автоматически выбрасывается при открывании формы.

1.3. Экструзия с раздуванием (выдувное формование) (бутылки, флаконы, канистры и другие полые изделия и др.) – на боковых поверхностях заметны следы от соединения разъемных частей формы:

	1 – эструдер, 2 – рукав, 3 – приемное приспособление

Агрегат для получения пленок методом раздува рукава

1 – заготовка (трубка), 2 – мундштук головки экструдера, 3 – разъемная форма, 4 – каналы для охлаждения формы, 5 – изделие, 6 и 7 – ниппель для подачи газа и раздувания нагретой заготовки

Схема выдувания (раздувания) полых изделий

· отмеренное количество материала формуют в виде трубы посредством литьевого формования (литья под давлением) или экструзии;

· один конец трубы заплавляют и помещают ее в разборную форму;

· подавая воздух в горячую пластмассовую трубу, ее раздувают так, что она заполняет полость формы и превращается в готовое изделие.

1.4. Вакуумное формование (вакуум-формование) (крупногабаритные детали и изделия):

· лист термопласта толщиной до 6,5 мм и шириной до 1–2 м осторожно нагревают до размягчения;

· помещают лист поверх формы так, чтобы вакуум засасывал пластик в полости и выемки формы;

· после этого лист охлаждают, и он затвердевает.

1.5. Каландрирование (пластины, листы, пленки, полимерные покрытия на ткани и др.):

1 – загрузочная плита, 2, 3 и 4 – обогреваемые валки каландра, 5 – охлаждающий валок, 6 – направляющий ролик, 7 – стол для приема пленки

Схема получения полимерных Схема нанесения полимерного

пленок каландрованием покрытия на ткань

· полимер пропускают через каландр, состоящий из нескольких пар валков, лежащих один над другим;

· готовую пленку разрезают на листы или сматывают в рулоны.

1 – матрица, 2 – заготовка, 3 – прижимная плита, 4 – пружина, 5 – пуасон

1.6. Горячее штампование (формование в матрицу) (изделия простой формы: мыльницы, футляры для очков и зубных щеток, портсигары и др.):

Схема горячего штампования изделий из листовых полимеров

· лист термопласта зажимают над формой с мелкими углублениями и полостями и нагревают;

· после достижения температуры формования между формой и листом создают вакуум;

· атмосферное давление вдавливает размягченный лист во все углубления формы;

· после остывания листа зажимы отпускают и готовое изделие снимают.

1.7. Метод заливки (детали сложной конфигурации):

· жидкий материал (пластизоль) заливают в полую форму, затем путем вращения его распределяют по стенкам с последующим удалением избытка пластизоля;

· на внутренней поверхности формы остается слой материала, который при нагревании превращается в эластомер;

· после охлаждения готовое изделие извлекают из формы.

1.8. «Драпировочное» формование (создание глубокого рельефа на поверхности изделия):

· лист термопластика поддерживается зажимами выпуклой формы над ее самой высокой точкой;

· по мере нагревания и размягчения лист постепенно оседает и как бы драпирует наиболее выпуклые части формы;

· когда лист нагреется до температуры формования, края листа плотно прижимают к наружному краю формы и создают между листом и поверхностью формы вакуум для завершения процесса.

1.9. Изготовление газонаполненных пластиков:

· использование газовыделяющего агента, равномерно распределенного в массе;

· растворение газа в мягкой пластической массе под давлением с последующим вспениванием массы, когда давление снимается.

1.10. Вырубное штампование (конструкционные или изоляционные детали): вырубание из листовых пластмасс на специальных штампах.

2. Переработка реактопластов:

2.1. Горячее прессование (прямое прессование) (гребни, оправы для очков, ручки, кастрюли, телефонные трубки, пепельницы, корпуса и панели радиоприемников и телевизоров, холодильников, стиральных машин и кондиционеров и др.) – следы от выталкивателей:

1 – загрузка пресс-порошка, 2 – замыкание формы, 3 – формование под давлением и при повышенной температуре (с выдержкой), 4 – разъем пресс-формы и извлечение готового изделия, 5 – гидравлический пресс

Детали изделий из листовых пластмасс, Схема горячего прессования изделий в пресс-форме

изготавливаемые вырубным штампованием на гидравлическом прессе

· порошкообразную пластмассу предварительно спрессовывают в заготовки, имеющие чуть больший объем и вес, чем готовое изделие;

· заготовку нагревают, поместив ее между электродами высокочастотной печи (время и температура нагревания контролируется, чтобы не допустить преждевременной вулканизации);

· после введения заготовки в нагреваемую полость пресс-форма закрывается и подается давление;

· пластмасса переходит в полужидкое состояние и заполняет пресс-форму;

· материал выдерживают в форме, пока он не заполимеризуется и станет неплавким;

· после окончания вулканизации давление снимают, форму открывают, и изделия выталкиваются.

2.2. Литье в формы (инкапсуляция мелкого электрического или магнитного оборудования: генераторов, моторов, сопротивлений, конденсаторов):

· материалы заливаются в свинцовые формы в виде сиропообразной густой смолы;

· вулканизация нагреванием требует нескольких суток (с катализаторами время вулканизации можно сократить до нескольких часов).

2.3. Литьевое прессование (для изделий с металлическими включениями и сложным профилем):

· прессуемое соединение загружают в отдельную камеру;

· когда форма закрывается, тесно прилегающий плунжер выдавливает вещество из камеры в полость формы.

2.4. Реакционное литьевое формование – формование с отвердителем (капоты, крылья, двери и крыши автомобилей):

· два компонента смолы быстро и тщательно смешивают;

· вводят в форму, где материал затвердевает.

2.5. Ламинирование – получение слоистых материалов из бумаги или ткани, пропитанной термореактивной смолой:

· простое ламинирование (листы, стержни, трубы): текстиль, бумагу и глину в форме листов спекают под действием температуры и давления между пластинами пресса;

· декоративное ламинирование (столешницы, облицовки стен, ламинаты, имитирующие различные породы дерева, мрамор и цветные плиты): формуют насыщенный волокном материал в открытых формах и вулканизируют его нагреванием или облучением светом.

Отделка и декорирование изделий из пластмасс:

1) украшение от формы – объемный рисунок или узор на поверхности изделия, полученный в процессе формования,

2) окрашивание в массе – добавление красителя в раствор или расплав полимера перед формованием изделий,

3) трафаретная печать – рисунок, получаемый с помощью гибких пластинок, имеющих вырезы в соответствии с контуром наносимого рисунка,

4) деколь – представляет собой рисунок, полученный по принципу переводных картинок,

5) гравировка – рисунок в виде неглубоких рельефных изображений сложной композиции,

6) двухцветное литье – литье из разноокрашенных растворов или расплавов, не смешанных между собой,

7) тиснение – разрушение по заданному рисунку поверхностного слоя изделия механически или химическими составами,

8) живопись – выполняется кистью вручную специальными составами красителей и другие.