7.1. переробка пластмас у вироби

Пластичні маси на загал мають привабливі ергономічні властивості в системі товарного виробництва, тобто вони переробляються на вироби різними способами залежно від властивостей пластмас і призначення виробів.

Вироби з фенопластів, амінопластів та інших термореактивних пластмас виробляється виключно звичайним або литним пресуванням.

Під час звичайного (прямого) пресування для виробу нескладної конфігурації формування і затвердіння пластичних мас відбувається в металевій гарячій прес-формі гідравлічного преса. Прес-форма складається з двох частин: нижньої — матриці та верхньої — пуансона (див. рис. 3). У матрицю завантажується прес-порошок (пігулки), потім згори опускають пуансон, сполучений із гідравлічним пресом.

Рис. 3. Загальний вигляд гідравлічного преса і схема пресування у формі: 1 — завантаження прес-порошку, 2 — замикання форми, 3 — формування під тиском і при підвищеній температурі (з витримкою), 4 — рознімання прес-форми і витягання готового виробу

Закрита прес-форма нагрівається до температури 160—185°С і під тиском у 300—350 кг/см2 відбувається розплавлення, формування і подальше затвердіння пластмаси у формі.

Прес-форма залишається закритою, причому під пресом пластичні маси тримають посередньо з розрахунку 1 хв. на 1 мм товщини виробу. Після чого прес-форму відкривають і витягують відформований виріб.

Ливарне пресування застосовують для виробів або складної конфігурації, або з арматурою (з металевими деталями).

При цьому методі прес-порошок (пігулки) за допомогою пуансона, сполученого з пресом, продавлюють через канали ливників, і заповнюють ним оформлювальну порожнину форми, в якій пластик і отверджують (охолоджують).

Залежно від виду прес-порошку або смоли можуть змінюватися тиск, температура і час витримки під пресом.

Термопластичні пластики переробляють у вироби різними методами. Найбільш дієвим є метод лиття під тиском.

Лиття під тиском здійснюється на спеціальних ливарних машинах. Цей спосіб продуктивніший і економніший, ніж звичайне і ливарне пресування, оскільки не вимагає періодичного нагрівання і охолоджування прес-форми.

Рис. 4. Схема ливарної машини:

а) форма відкрита: 1 — рухома плита форми, 2 — нерухома плита форми, 3 — торпедо, 4 — нагрівальний елемент, 5 — поршень; б) форма закрита: 6 — сопло, 7 — завантажувальна воронка, 8 — гідравлічний тиск

Вироби набувають необхідної форми в холодних прес-формах, в яких відсутня завантажувальна камера.

Термопластичний матеріал у вигляді гранул або порошку завантажується через бункер у нагрітий циліндр ливарної машини (див. рис. 4), набуваючи в ньому в'язкотекучого стану і за допомогою плунжера перечавлюється через сопло в холодні прес-форми, які періодично під'єднуються до сопла ливарної машини. Заповнюючи форму, термопластична маса охолоджується і твердне, набуваючи контурів форми.

Готовий виріб виштовхується з форми виштовхувачем. Існують напівавтоматичні та автоматичні ливарні машини, в яких майже вся робота автоматизована.

Литтям під тиском одержують як вироби широкого споживання, так і технічні вироби.

Шприцювання (екструзія). Це один із способів переробки термопластів, за принципом схожий з литтям під тиском.

Під час обробки екструзією (див. рис. 5) твердий термопластичний полімер (гранули, зерна) надходить через завантажувальну воронку (бункер) в екструдер, розігрівається в ньому і у вигляді в'язкої маси безперервно продавлюється у сопло, що має різний профіль. Під час проходження через сопло розігрітий термопласт охолоджується і твердне.

Рис. 5. Схема роботи шнекмашини:

1 — завантажувальна воронка, 2 — циліндр машини, 3 — нагрівальні елементи, 4 — головка, 5 — шнек, 6 — ґрати, 7 — видавлюваний профіль

Методом екструзії (шприцювання) одержують стрижні, жолоби, стрічки, листи (шириною 1 м і більше), трубки і нитки, які надалі переробляють у готові вироби.

Нитки застосовуються для виготовлення кистей, щіток, спеціальних тканин.

Методами лиття під тиском і екструзії переробляють маси полівінілхлориду, полістиролу, поліметилметакрилату, поліетилену, поліаміду та деякі ефіроцелюлозні пластики.

Вироби з асфальтопекових пластмас найчастіше виготовляють за допомогою методу пресування.

Методом штампування виготовляють багато виробів широкого споживання з термопластичних матеріалів, попередньо підготовлених методом пресування у вигляді пластин, листів.

Перед штампуванням листовий пластик розрізають на заготовки відповідно до розмірів виробів.

Заготовки розігрівають на плитах і обробляють у штампах на пресі.

Вироби у штампах охолоджують стислим повітрям.

Так переробляють листовий целулоїд у мильниці, футляри для окулярів, зубних щіток, портсигари. Аналогічно переробляють листові полістирол, поліметилметакрилат.

Метод видування. Даний метод застосовується для виготовлення порожнистих виробів, наприклад, іграшок.

У форму, що складається з двох частин (половинок), кладуть два листи термопласту (целулоїду або полістиролу). Потім через отвір у формі між двома листами термопласту вдувається гаряче повітря.

Під впливом гарячих парыв або повітря листи пластика розм'якшуються і притискаються до стінок форми, приймаючи її контури. При цьому краї листів пластика стикаються, зварюються і утворюють щільний шов.

Деякі вироби виготовляють видуванням із заготовок, що мають форму трубок. Так виготовляють пляшки з поліетилену. Спочатку на кульковому пресі витискуванням одержують трубки необхідного діаметру, а потім відрізки труб роздувають у формі, складеній з двох половинок. На таких виробах видно шви від роз'ємних половинок форми.

Метод пневматичного (вакуумного) формування. Цей метод набув поширення в останні роки завдяки нескладності процесу і розробці необхідного устаткування.

Суть його полягає в тому, що лист термопласту притискається до форми за допомогою затискної рамки і прогрівається лампами інфрачервоного випромінювання до розм'якшення, потім між формою та листом створюється розрядка (вакуум), і матеріал, рівномірно обжимаючи форму, перетворюється на виріб.

Залежно від конфігурації виробу (складнощі конструкції) замість вакууму застосовують тиск повітрям в 1,5—3 атм. або поєднують вакуум і тиск. Після роз'єму форми шви обрізають.

Способом пневматичного (вакуумного) формування одержують з листів полівінілхлориду, полістиролу досить міцні вироби і деталі: ванни, раковини, корпуси ящиків, чемоданів, дверей і корпусу холодильної шафи холодильників, а також хлібника, сухарниці з листів органічного скла.

Метод каландрування. Використовується для отримання виробів у вигляді плівок, листів, пластин.

Для цього смолу полімеру разом із пластифікатором і барвником піддають вальцюванню, а потім пропускають через каландр, що складається з декількох пар валів, що лежать один над іншим (див. рис. 6).

Пластикати із полімеризацій­них смол методом каландрування часто наносять на тканини, завдяки чому одержують водостійкі покрит­тя з гладкою блискучою або витис­неною (візерунковою) поверхнею.

У такий спосіб одержують син­тетичні шкіри для верху взуття, клейонки і т.п.

Окремі частини виробів із полі­меризаційних смол можуть з'єднува­тися між собою методом зварювання.

При цьому використовуються властивості термопластичності смол. На місце з'єднання двох деталей на­кладають смужку з того ж матеріалу і нагрівають гарячим повітрям при t° близько 200°С під тиском.

Пластичні маси широко вико­ристовуються як антикорозійні покриття по металу. Для цього викори­стовують два методи:

1. Метод полум'яного напилення полягає в тому, що металеву деталь заздалегідь розігрівають до температури вище за точку плавлення пластмаси.

Потім термопластичний або термореактивний порошок за допомогою так званого полум'яного пістолета наносять на розігріту поверхню металевої деталі.

Проходячи через полум'я, порошок розігрівається до розплавлення, добре прилипає до гарячої поверхні металу і утворює тонку міцну суцільну плівку.

2. Метод вихрового напилення зводиться до внесення розігрітого металевого предмета (деталі або виробу) в середовище зі зваженим порошком пластмаси.

Зважений стан порошку пластмаси досягається за допомогою продування повітря або інертного газу.

Методом вихрового напилення покривають внутрішні поверхні металевих труб, у тому числі й зігнутих.

Для цих цілей використовують порошки поліетилену, поліаміду, фторопласту, фенолформальдегіду та ін.