сочетается износостойкость с морозостойкостью и длительной прочностью в

условиях знакопеременных нагрузок. Полиметилметакрилат используют для

изготовления оптически прозрачных атмосферостойких материалов (см. также

Стекло органическое).

Объём производства термопластов с повышенной теплостойкостью и

органических стекол составляет около 10% общего объёма всех полимеров,

предназначенных для изготовления П. м. отверждения

Отсутствие реакций отверждения во время формования термопластов даёт

возможность предельно интенсифицировать процесс переработки. Основные

методы формования изделий из термопластов - литьё под давлением, экструзия,

вакуумформование и пневмоформование. Поскольку вязкость расплава

высокомолекулярных полимеров велика, формование термопластов на литьевых

машинах или экструдерах требует удельных давлений 30-130 Мн/м = (300-1300

кгс/см2).

Дальнейшее развитие производства термопластов направлено на создание

материалов из тех же полимеров, но с новыми сочетаниями свойств,

применением эластификаторов, порошковых и коротковолокнистых наполнителей.

Потребление П. м. в строительстве непрерывно возрастает. При

увеличении мирового производства П. м. в 1960-70 примерно в 4 раза объём их

потребления в строительстве возрос в 8 раз. Это обусловлено не только

уникальными физико-механическими свойствами полимеров, но также и их

ценными архитектурно-строительными характеристиками. Основные преимущества

П. м. перед др. строительными материалами - лёгкость и сравнительно большая

удельная прочность. Благодаря этому может быть существенно уменьшена масса

строительных конструкций, что является важнейшей проблемой современного

индустриального строительства. Наиболее широко П. м. (главным образом

рулонные и плиточные материалы) используют для покрытия полов и др.

отделочных работ, герметизации, гидро- и теплоизоляции зданий, в

производстве труб и санитарно-технического оборудования. Их применяют и в

виде стеновых панелей, перегородок, элементов кровельных покрытий (в т. ч.

светопрозрачных), оконных переплётов, дверей, пневматических строительных

конструкций, домиков для туристов, летних павильонов и др.

П. м. занимают одно из ведущих мест среди конструкционных материалов

машиностроения. Потребление их в этой отрасли становится соизмеримым (в

единицах объёма) с потреблением стали. Целесообразность использования П. м.

в машиностроении определяется прежде всего возможностью удешевления

продукции. При этом улучшаются также важнейшие технико-экономические

параметры машин - уменьшается масса, повышаются долговечность, надёжность и

др. Из П. м. изготовляют зубчатые и червячные колёса, шкивы, подшипники,

ролики, направляющие станков, трубы, болты, гайки, широкий ассортимент

технологической оснастки и др.

Основные достоинства П. м., обусловливающие их широкое применение в

авиастроении, - лёгкость, возможность изменять технические свойства в

большом диапазоне. За период 1940-70 число авиационных деталей из П. м.

увеличилось от 25 до 10 000. Наибольший прогресс в использовании полимеров

достигнут при создании лёгких самолётов и вертолётов. Тенденция ко всё

более широкому их применению характерна также для производства ракет и

космических аппаратов, в которых масса деталей из П. м. может составлять

50% от общей массы аппарата. С использованием реактопластов изготовляют

реактивные двигатели, силовые агрегаты самолётов (оперение, крылья, фюзеляж

и др.), корпуса ракет, колёса, стойки шасси, несущие винты вертолётов,

элементы тепловой защиты, подвесные топливные баки и др. Термопласты

применяют в производстве элементов остекления, антенных обтекателей, при

декоративной отделке интерьеров самолётов и др., пено- и сотопласты - как

заполнители высоконагруженных трёхслойных конструкций.

Области применения П. м. в судостроении очень разнообразны, а

перспективы использования практически неограничены. Их применяют для

изготовления корпусов судов и корпусных конструкций (главным образом

стеклопластики), в производстве деталей судовых механизмов, приборов, для

отделки помещений, их тепло-, звуко- и гидроизоляции.

В автомобилестроении особенно большую перспективу имеет применение П.

м. для изготовления кабин, кузовов и их крупногабаритных деталей, т.к. на

долю кузова приходится около половины массы автомобиля и ~ 40% его

стоимости. Кузова из П. м. более надёжны и долговечны, чем металлические, а

их ремонт дешевле и проще. Однако П. м. не получили ещё большого

распространения в производстве крупногабаритных деталей автомобиля, главным

образом из-за недостаточной жёсткости и сравнительно невысокой

атмосферостойкости. Наиболее широко П. м. применяют для внутренней отделки

салона автомобиля. Из них изготовляют также детали двигателя, трансмиссии,

шасси. Огромное значение, которое П. м. играют в электротехнике,

определяется тем, что они являются основой или обязательным компонентом

всех элементов изоляции электрических машин, аппаратов и кабельных изделий.

П. м. часто применяют и для защиты изоляции от механических воздействий и

агрессивных сред, для изготовления конструкционных материалов и др.

Тенденция ко всё более широкому применению П. м. (особенно плёночных

материалов) характерна для всех стран с развитым сельским хозяйством. Их

используют при строительстве культивационных сооружений, для мульчирования

почвы, дражирования семян, упаковки и хранения сельском хозяйстве продукции

и т.д. В мелиорации и сельском хозяйстве водоснабжении полимерные плёнки

служат экранами, предотвращающими потерю воды на фильтрацию из оросительных

каналов и водоёмов; из П. м. изготовляют трубы различного назначения,

используют их в строительстве водохозяйственных сооружений и др.

В медицинской промышленности применение П. м. позволяет осуществлять

серийный выпуск инструментов, специальной посуды и различных видов упаковки

для лекарств. В хирургии используют пластмассовые клапаны сердца, протезы

конечностей, ортопедические вкладки, туторы, стоматологические протезы,

хрусталики глаза и др.

Супернаполненные пластмассы (СНП) на основе минеральных наполнителей и

термопластов относятся к новым композиционным материалам для строительства,

способным заменить дорогую пластмассу, они экологически чисты, дешевы,

сочетают лучшие свойства полимеров со специальными характеристиками.

Введение минеральных наполнителей в полимеры позволяет улучшить прочностные

показатели, огнестойкость, тепло- и электрофизические свойства, снизить

токсичность при горении и т.д. СНП могут применяться в строительстве в

качестве конструкционных, отделочных материалов, трубопроводов, обладающих

повышенной огнестойкостью, стойкостью к воздействию агрессивных и

атмосферных факторов, в том числе к солнечной радиации в условиях

длительной эксплуатации, водостойкости и кислотостойкости.

Из супернаполненных пластмасс можно получать плиты широкого

назначения, трубы канализационные, оболочки для силовых кабелей, обладающие

повышенной огнестойкостью, а также пожаробезопасные отделочные материалы

для полов, стен, сидений в транспорте, детских медицинских учреждениях,

обладающие высокой износостойкостью и долговечностью.

Исходным материалом супернаполненных пластмасс является минеральный

тонкомолотый наполнитель (кварцевый песок, мел, тальк, слюда), и в качестве

связующего применяются термопласты (полиэтилен, полипропилен,

поливинилхлорид) и их отходы. Реализация процесса микрокапсулирования

частиц наполнителя расплавом позволяет снизить абразивность композиции и

перерабатывать ее в изделия методами экструзии, вальцевания, литья и

прессования. Высокая степень наполнения (до 90% массы) минеральным

наполнителем обеспечивает низкую себестоимость продукции и высокую

рентабельность производства.

Изделия из СНП сочетают в себе лучшие качества всех известных

материалов: экологическую чистоту, высокие прочностные характеристики,

обладают повышенными значениями износо-, и химстойкости, заданными

электрическими, магнитными, бактериостатическими и антиобрастающими

(грибками, моллюсками) характеристиками, хорошо поддаются механической

обработке. Материал практически не имеет усадки, сохраняет

формоустойчивость при температуре до +120°C.

Ниже рассмотрим основные технологические особенности различных

способов производства пластиковых масс.

Литье при низком давлении

Одной из разновидностей литья под давлением термопластичных материалов

является т.н. литье при низком давлении (low-pressure injection molding).

Литье при низком давлении применяется для изготовления крупногабаритных

изделий (столешницы, двери, различные панели, подставки и пр.), а также

изделий с декоративной поверхностью, получаемых методом литья на подложку

(ткань, кожу, пленку). В зарубежной литературе для последнего процесса

обычно используют термины "In-mold decoration" (IMD) или "In-mold

lamination". Методом литья на подложку изготавливают мебель (сиделья

стульев и кресел), чемоданы и дипломаты, крупногабаритные детали салона

автомобилей и т.д.

Особенностью литья на подложку является невозможность применения

высоких скоростей впрыска, характерных для обычного литья под давлением,

т.к. при высокой скорости впрыска происходит смещение и смятие подложки.

При малых скоростях впрыска резко уменьшаются потери давления: давление

впрыска в этом процессе обычно не превышает 10 МПа.

Хотя время впрыска в данном процессе удлиняется в 3-4 раза по

сравнению с обычным литьем, общее время цикла остается на том же уровне из-

за того, что практически отсутствует стадия выдержки под давлением и

уменьшается время выдержки на охлаждение. Изделие можно извлекать из пресс-

формы при более высокой температуре. Изделия, полученные литьем при низком

давлении, отличаются низким уровнем остаточных напряжений и малым

короблением.

Малая скорость впрыска и низкое давление выдвигают особые требования к

материалу и конструкции изделия, пресс-форме и литьевому оборудованию.

Требования к материалу изделия

Для литья на подложку обычно используют материалы с невысокой

температурой переработки, такие как полипропилен, АБС-пластики и смеси на

их основе.

Процесс требует применения материалов с высокой текучестью. Хотя

подложка является хорошим изолятором и изделие охлаждается только с одной

стороны, при низкой скорости впрыска диссипативное тепловыделение крайне

мало - расплав быстро охлаждается.

Выбор материала и определение толщины изделия, необходимой для 100%

заполнения, может быть выполнен с высокой точностью в программном продукте

Flow. Для учета влияния подложки на процесс литья необходимо также

использовать анализ охлаждения пресс-формы Cool (в этом программном

продукте предусмотрен специальный анализ литья на подложку).

Требования к пресс-форме

Использование низких давлений и малых скоростей резко уменьшает

требования к механической прочности деталей пресс-формы, что позволяет

существенно уменьшить толщину плит и вес пресс-формы по сравнению с обычным

литьем. Пресс-форма может изготавливаться из недорогих, легко

обрабатываемых материалов.

В то же время в данном процессе используется горячеканальная

литниковая система. Одной из особенностей литья при низком давлении

является малая прочность и низкое качество линий спая. В области спаев

наблюдаются дефекты на декоративной подложке. Поэтому для предотвращения

появления линий спая в литье при низком давлении применяется особая

технология "последовательных впусков" (sequential gating, cascade control).

В этой технологии используются запирающиеся горячеканальные сопла.

Начальное состояние всех сопел, кроме одного - закрытое. Сопло открывается

только в тот момент, когда до него доходит фронт расплава. Оптимальное

положение впусков, а также моменты открытия/закрытия могут быть определены

на этапе конструирования изделия/пресс-формы в программном продукте Flow.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5