Обработка деталей из пластических масс и резины

Нагрев при изготовлении изделий из полимеров и пластических масс используют при операциях формообразования — для термопластичных и термореактивных материалов и отверждения — для термореактивных материалов.

Отличия в строении полимеров — основы пластических масс, каучуков — основы резин, с одной стороны, и металлов — с другой, определяют существенные отличия свойств этих материалов. Полимеры и каучуки в отличие от металлов могут находиться в вязкотекучем состоянии, когда возможно перемещение макромолекул друг относительно друга. Вязкотекучее состояние сохраняется в интервале температур Tт…Tл, т. е. выше температуры текучести вплоть до температуры деструкции (см. 12.1.1 и рис. 12.1). В этом состоянии полимеры легко принимают определенную форму, которую сохраняют после охлаждения, а детали из термопластичных пластмасс приобретают окончательные свойства. Детали из термореактивных пластмасс для дости;

Рис. 15.15. Технологические маршруты изготовления деталей из пластических масс.

жения окончательных свойств подвергают отверждению (рис. 15.15).

Исходные материалы для производства деталей из пластмасс — гранулы, порошки или листовой материал; деталей из резины — каучук (сырая резина) или листы. Одной из наиболее распространенных технологий производства деталей из пластмасс и резины является прессование. В матрицу пресс-формы, нагретую выше температуры Тт, загружают исходный материал (порошок, гранулы и др.). Материал, находясь в вязкотекучем состоянии, под действием давления заполняет формообразующую полость пресс-формы и приобретает ее форму, т. е. получается деталь.

Детали из термореактивных пластиков для придания окончательных свойств подвергают отверждениию, т. е. дополнительному нагреву, при котором между макромолекулами возникают поперечные связи (сшивание). Отверждение может выполняться в той же пресс-форме, где проводилось формообразование.

Окончательной термической обработкой при производстве резино-технических изделий является вулканизация — нагрев в парах серы, в результате которого образуются поперечные связи. При этом термопластичный каучук превращается в реактопласт — резину (см. 12.1.3 и рис. 12.7).

Окончательными операциями обработки изделий из пластических масс и резины могут быть резание, обрезка (обрубка) облоя и т. п., т. е. традиционные операции, применяемые при обработке металлов.

Приведем температуры формообразования и отверждения для некоторых распространенных полимеров, пластических масс и резины.

Полиэтилен — термопластичный полимер, производится при давлении 100 МПа и температуре 200…300 °С (полиэтилен высокого давления, ПЭВД) или при давлении 0,1…0,6 МПа и 150 °C (полиэтилен низкого давления, ПЭНД).

Изделия на основе эпоксидных смол — реактопласты — формуются при температуре 40…50 °С, отверждаются при 60…120 °С в течение 12…2 ч.

В качестве связки абразивных кругов используют термореактивную фенолформальдегидную смолу — бакелит (с алебастром в качестве наполнителя и отвердителем — уротропином). После приготовления смеси производится нагрев до 50…100 °С, при котором происходит переход бакелита в вязкотекучее состояние. В таком состоянии связка скрепляет частицы абразива, массе придают необходимую форму. Отверждение выполняют нагревом до 180…200 °С, в результате этой операции (бакелизация) абразивному кругу придаются окончательные свойства.

Изделия из резины изготавливают холодным прессованием сырой резины (каучука) с последующей вулканизацией при 130…200 °С. Вулканизация может быть совмещена с прессованием.