Реферат: Подготовительные процессы оптимизации состава полимерной композиции

Усилие смыкания формы рассчитывается с учетом площади проекции изделия s на плоскость, перпендикулярную усилию смыкания:

F=kbps,

где k — коэффициент давления; b — коэффициент запаса; р — инжекционное давление в цилиндре литьевой машины.

Коэффициент k является отношением давления в форме к давлению в цилиндре и колеблется от 0,25 (для крупных литьевых машин) до 0,8 (для малых). Коэффициент b принимается для машин с центральным литником равным 1,1 —1,2 в зависимости от вязкости материала в литьевой форме (большие значения b принимаются для менее вязких материалов при проектировании литьевых машин). Например, при изготовлении унифицированной ящичной тары типоразмера 600X400 мм (площадь 0,24 м² ) из модифицированного полиолефинового сырья -— попролина инжекционное давление литья при выбранной литниковой системе должно составлять/І=115 МПа; £ = 0,35, 6 = 1,1. При этих параметрах требуемое усилие смыкания формы будет равно

F=0,35-1,1 -115-0,24= 1,06 МН

Именно значение этой величины и определяет типоразмер выбираемого термопластавтомата.

Для съема больших изделий, таких как ящичная тара, в современных литьевых машинах используется микропроцессорная робототехника.

Более крупногабаритную и толстостенную тару можно получать литьем под давлением в режимах интрузии и литьевого прессования. Основное отличие интрузии от собственно литья под давлением заключается в том, что операции пластикации и впрыска совмещены во времени: заполнение основного объема оформляющей полости на 70—80 %осуществляется вращающимся червяком, а остальная часть впрыскивается движущимся в осевом направлении червяком, работающим как поршень. Этот прием позволяет получать изделия значительно большей массы, чем та максимальная доза, которую способен накопить червяк в пластикационном цилиндре, и при давлении во много раз меньшем, чем давление литья.

Литьевое прессование особенно целесообразно использовать при переработке материалов и композиций, сложных для литья под давлением (например, для материалов с повышенной вязкостью, низкой термостойкостью, а также материалов, склонных к структурированию при переработке), или при изготовлении деталей сложной конфигурации, когда возникает большое сопротивление течению материала при изготовлении.

Для получения особо толстостенных изделий из термопластов используют вариант впрыска в частично замкнутую форму, но с уже герметизированной оформляющей полостью. При этом в процессе впрыска заполняется весь объем оформляющей полости формы. Этим способом можно получать упрочненные контейнеры, выдерживающие большие деформационные нагрузки, и другие изделия.

Основными направлениями работ в области усовершенствования литьевого формования в последние годы являются: автоматизация за счет использования ЭВМ и робототехники; повышение надежности работы гидравлических систем и контрольно-измерительной аппаратуры (что позволяет изготавливать изделия повышенной точности при сокращении литьевого цикла и с меньшими затратами труда); изменение геометрии червяка и литьевого цилиндра для отсоса летучих веществ при переработке гигроскопичных и нестабильных материалов, в результате чего повышается качество изделий при переработке композиций с различными добавками.

Например, при использовании дополнительной контрольно-регулирующей аппаратуры можно повысить полезный объем впрыска на 30 % при неизменном давлении литья, а пластикационную способность — на 20—30%.

Применение пластикации с дегазацией имеет большое значение при переработке гигроскопичных полимерных материалов, таких, как полиамиды, поликарбонаты, полиметилметакрилат, сополимеры АБС и САН, ацетилцеллюлоза. Содержащаяся в них влага вызывает образование пузырей и свищей в литьевых изделиях, значительно снижает их качество и срок службы. Поэтому такие материалы перед переработкой сушат в сушильных шкафах в течение длительного времени, значительно превышающего время самой переработки. Альтернативой такому методу является пластикация с дегазацией, при которой влага и другие летучие вещества удаляются из пластицируемого расплава. При использовании литьевых машин с дегазацией расплава устраняется стадия предварительной сушки материала, отпадает необходимость в специальных мерах при упаковке и хранении гигроскопичных материалов, сокращаются технологические отходы при переработке, снижается содержание остаточного мономера в полимерном материале, повышается качество получаемых изделий.

Основной особенностью таких машин является использование более длинных дегазационных червяков (L/D = 22:1 вместо L/D = 20:1 для стандартных червяков). Дегазационный червяк имеет две зоны сжатия, между которыми находится зона дегазации, имеющая более глубокую нарезку при этом глубина нарезки во второй зоне сжатия в 1,6—2 раза больше, чем в первой, что необходимо для предотвращения заполнения расплавом зоны дегазации. Пластикация расплава должна полностью завершаться в первой зоне сжатия.

Недостатками производства крупногабаритной тары из термопластов литьем под давлением является сложность и металлоемкость оборудования, трудоемкость его изготовления и высокая стоимость, сложность изготовления литьевых форм с высокой точностью размеров, с требуемой твердостью и чистотой поверхности, энергоемкость процесса.

Применение пластикации с дегазацией имеет большое значение при переработке гигроскопичных полимерных материалов, таких, как полиамиды, поликарбонаты, полиметилметакрилат, сополимеры АБС и САН, ацетилцеллюлоза. Содержащаяся в них влага вызывает образование пузырей и свищей в литьевых изделиях, значительно снижает их качество и срок службы. Поэтому такие материалы перед переработкой сушат в сушильных шкафах в течение длительного времени, значительно превышающего время самой переработки. Альтернативой такому методу является пластикация с дегазацией, при которой влага и другие летучие вещества удаляются из пластицируемого расплава. При использовании литьевых машин с дегазацией расплава устраняется стадия предварительной сушки материала, отпадает необходимость в специальных мерах при упаковке и хранении гигроскопичных материалов, сокращаются технологические отходы при переработке, снижается содержание остаточного мономера в полимерном материале, повышается качество получаемых изделий.

Основной особенностью таких машин является использование более длинных дегазационных червяков (L/D = 22:1 вместо L/D = 20:1 для стандартных червяков). Дегазационный червяк имеет две зоны сжатия, между которыми находится зона дегазации, имеющая более глубокую нарезку, при этом глубина нарезки во второй зоне сжатия в 1,6—2 раза больше, чем в первой, что необходимо для предотвращения заполнения расплавом зоны дегазации. Пластикация расплава должна полностью завершаться в первой зоне сжатия.

Недостатками производства крупногабаритной тары из термопластов литьем под давлением является сложность и металлоемкость оборудования, трудоемкость его изготовления и высокая стоимость, сложность изготовления литьевых форм с высокой точностью размеров, с требуемой твердостью и чистотой поверхности, энергоемкость процесса.