Пластмассалар

 

 

Әдетте           фенолды           антиоксиданттарда           фенол молелекуласының құрамында орто- және пара- күйдегі әртүрлі орынбасарлары болады. Электрдонорлы орынбасарларды                                 (-СН3; -ОСН3; -С(СН3)3) енгізу арқылы антиоксидант активтілігін арттыруға болады. Активтіліктің артуына тағы тек орто- күйде тармақталған алкилді орынбасарларды енгізу де ықпал етеді. Осындай типті антиоксидантқа ионол (4-метил-2,6-дитретбутилфенол немесе 2,2-метилен-бис-(4-метил-6-трет-бутилфенол)) мысал болып табылады.

ың Фенолдар сияқты әрекет ететін екіншілік ароматты аминдер типтес кең тараған антиоксиданттар құрамында да қозғалмалы сутегі атомы болады. Әдетте фенолдарға қарағанда аминдер активтірек. Мысалы, фенил-(3-нафтиламин мына схема бойынша әрекет етеді:

 

Полимерлі материалдардың құрамы әр түрлі болады: жекеленген полимерлермен қатар өте күрделі жүйелер де болады. Олардың құрамында материалдың технологиялық және тасымалдау қасиеттерін реттейтін әр түрлі компоненттер болады. Мұндай компоненттер ретінде химиялық инертті немесе активті заттар: еріткіштер, пластификаторлар, коюлатқыштар, бояулар, антипирендер, антиоксиданттар, жылу- және жарықтұрактандырғыштар, антирадалар, құрылым- және кеуек-түзгіштер қолданылады. Дәстүрлі материалдардан (металдар, керамика, ағаш) артықшылығы, полимерлі материалдардың құрамын, құрылымы және қасиеттерін реттеудің үлкен мүмкіндіктері бар. Осыған байланысты ПМ қолданудың аймағы өте кең - оларды химиялық талшықтардан бастап қатты ракеталық отын ретінде қолданылады. Полимерлі материалдардың ерекше қасиеттері: Тығыздығы төмен, беріктілік көрсеткіштері жоғары материал. агрессиялық ортаға, атмосфералық және радиациялық әсерлерге төзімді; радио- және электротехникалық касиеттері жоғары, сонымен бipre диэлектрлік көрсеткіштері температура мен электр өрісінің жиілігіне аз тәуелді; арнайы оптикалық қасиеттерге ие: толқын ұзындықтарының кең аймағында жарық, сонымен бipгe ультракүлгін сәулесін өткізу қасиеті (Мысалы, полиметилметакрилат 70% пайыз өткізетін болса, силикат шынысы небәрі 1-3% өткізеді). физика-механикалық қасиеттерінің кеңдігі (каттыдан серпімді резеңке тектес материалдарға дейін) және 6ip материалда карама-қарсы касиеттерді біріктіру, мысалы қаттылық пен иілгіштік («брондалған» полимерлер). ПМ кемшіліктері: жылуға төзімділіктері төмен (фторопластар мен кремнийорганикальқ полимерлерден басқаларында бұл қасиет 120 °С-дан төмен); каттылығы төмен (6-60 кг/мм2 ); • жоғары жылулық кеңею; жылу өткізуді қиындататын төмен жылуөткізгіштік (металдардың жылуөткізгіштігінен 500-600 есе төмен); биологиялық ыдырауға ұшырамайтындығына байланысты экологиялық мәселелерді шешу кажет. 2.ПМ колдануы жане арналуы б-ша жиктеу. Пластикалық массаның құрамына полимерден басқа қандай заттар ПМ_классификациясы. Полимерлі материалдардың қолданылуы және арналу аймағына, полимерлі фазасының табиғатының, оларды ендіру және өңдеу барысында жүретін физикалық және химиялық түрленулерге байланысты классификациялайды. Қолданылу және арналуына қарай ПМ: Пластикалық массалар (пластиктер) және композиттерге; Эластомерлер (каучуктер мен резиналар); Химиялық талшықтар мен қабыршықтар; Полимерлі қаптағыштар, желімдер мен герметиктерге бөлінеді. Арналуына байланысты оларды жалпы қолдануға және функционалды (фрикционды, жылу- және электроизоляциялайтын, электрөткізетін, коррозияға қарсы және т.б.) деп бөледі. Полимерлі фазаның (матрицаның) табиғатына карай: Табиғи Химиялық (жасанды және синтетикалық) деп бөледі. Өндіру және бұйымға өңдеу барысында полимерлі фазада жүретін өзгерудің түрленудің сипатына қарай полимерлі материалдар: Термопластикалық; Термореактивті деп белінеді. Полимерлер (жоғары молекулалық қосылыстар – ЖМҚ) пластикалық массалардың негiзгi құрам бөлігі болып табылады, олар басқа компоненттердi бiртұтас етіп бiрiктіріп, материалға қажеттi қасиеттер бередi. Яғни, полимерлік заттар – байланыстырушылар болып табылады. Пластикалық массаның құрамына толықтырғыштар, пластификаторлар, тұрақтандырғыштар, қатайтқыштар, майлаушы заттар, бояғыштар, кеуек түзушілер және басқа қоспалар кiредi. Толықтырғыштар – қатайтқан кезде полимердiң көп отырмауына себепшi болып, әртүрлi ортаның әсерiне тұрақтылығын арттырып, полимерлік композиттік материалдардың механикалық қасиеттерiн жақсартатын жәнеде полимерлiк материалдардың құнын төмендететін заттар.

Толықтырғыштар өзiнің табиғатына қарай төмендегідей бөлiнедi:

1) органикалық  дисперстi толықтырғыштар – техникалық  көмiртек, ағаш ұнтағы;

2) органикалық  талшықты толықтырғыштар – мақта  линті, целлюлоза, гипон, тоқыма қиындылары, қағаз, мақта маталары, көмiртек маталары;

3) бейорганикалық  талшықты толықтырғыштар – асбест, шыны талшықтар және т.б. Пластификаторлар  – полимерлерге эластикалық, аязға  төзімділік, отқа төзімділік, ультракүлгiн  сәулелердiң әсерiне тұрақтылық  беретiн заттар. Полимерлердiң бұл  қасиеттерi, оларды өңдегенде үлкен  температура аралығында сақталады. Оларға әртүрлi қышқылдардың күрделi эфирлерi дибутилфталат, трикрезолфосфат, төмен молекулалық полиэфирлер  және басқалар жатады. Тұрақтандырғыштар (стабилизаторлар) – пластмассаларды  қайтадан өңдеу және пайдалану  кезінде қасиеттерiнiң ұзақ сақталуына  себепшi болатын заттар, яғни олар  полимерлердің жылудың, жарықтың, ауадағы  оттектің әсерiне тұрақтылығын  арттырады.

Оларға термототығып, деструкциялану үрдісін болдырмайын антиоксиданттар, фотолиз бен фотототығуға қарсы қолданылатын тұрақтандырғыштар жатады. Қатайтқыштар – полимерге үш өлшемді құрылым берiп, термотұрақтылығын арттыратын заттар. Майлаушы заттар – материалдарды дайындағанда және бұйымдар жасау үшін, қайта өңдегенде олардың жабдықтарға жабыспауын қамтамасыз етедi, оған стеарин, олеин қышқылдары жатады. Бояғыштар мен пигменттер – түсті пластмассалар алу үшін полимерге қосылатын заттар. Кеуек түзушiлер мен көбiктендіретін агенттер қыздырғанда газ тәрiздес заттар бөлу арқылы ыдырайтын қосылыстар. Оларды газбен толтырылған пластмассалар (кеуектi пластар мен көбікті пластар) өндірісінде пайдаланды. 3.

 

Қысыммен құю.  Технологиялық негіздер.

    

2.1.Негізгі сипаттамасы.

 

Полимер материалдардан жасалынған жекеленген бұйымдардың  сан-алуандығы,  оларға қойылатын талаптардың  кең кешенді  болуы (тұтынушылық,   эксплутациялық, технологиялық экономикалық, дизаин) қысыммен құймалаудың   түрлі әдістерін жетілдіруді қажет етеді, және ол  қойылған мақсатты  шешуге мүмкіндік береді. 

Пластикациялаудың  түрлері

Пластикация бұл қысым көмегімен полимер материалдарды  балқыту,  ол көп жағдайда өнім сапасын анықтайды. Червякты және  поршенді  пластикация деп жіктеледі.  Червякты  пластикацияның  өнімділігі жоғары,  майдалағыштар мен  суперконцентраттар қолданған кезде   маңызды болып табылатын балқыманың жақсы  гомогенизациясын қамтамасыз етеді,  сондықтан оның  қолданыс аясы кең.  Поршенді  пластикаторлар жоғарыда атап өтілген  қасиеттерге  ие болмағандықтан да, аз қолданылады. Алайда  олардың  да  бір қатар  артықшылықары бар: балқыманың  қалыпты  инжексиясының  жоғары жылдамдығын қамтамасыз ету қабілеті; мрамор әсерін  жүзеге асыру  мүмкіндігі, немесе  түсі бойынша сан алуан  пластмассамлардың қоспасын пластикақиялау. 

Кейде  жекеленген  пластикацияны  қолданады,  бұл кезде  полимер алдымен бункерден  жоғарыды келтірілген   алдын-ала пластикаторға  келіп түседі,  бұл жерде  балқыма дайындалады, содан соң барып,  реттегіш кран арқылы  балқыма   поршенді  пластикаторға келіп түседі,  бұл жерде   мөлшерлеу мен жоғары   жылдамдықты  инжекция процессі жүреді. 

 Пластикациялау  сатысындағы негізгі   технологиялық  параметрлерге  мыналар жатады: цилиндр  материалының   цилиндр ұзындығы  бөлігіндегі балқу температурасы,   материал цилиндрден шығарда  орнатылған сору температурасы,  червяктың айналу  жылдамды  және  оның  шығарылуы кезіндегі  қарама-қарсы   мәні

Инжекциялық әдіс

Балқыманың  қажетті   мөлшері   материалды  цилиндрде МЛ жинақталады және   жоғары қысыммен  (100 -200 МПа) бүркіледі,  қажетті қалыпге   инжектирленеді, бұл кезде   уақыт интервалымен  қалыпты уақыты  есептелініп отырады.  Бұл кеңінен таралған  әдіс  болып табылады.  Бұл қабырғаларының  қалыңдығы сан алуан термопласт,  терморекативті  пластиктер сияқты   күрделі  конструкцияля  бұйым алуға мүмкіндік береді, түрліше  құймалы  жүйесі бар көп шегелі қалып  қолданылады. Технологиясының ерекшелігі – балқымалы  бұйм көлемі ЛМ бүркілуде  қолданылатын  паспортты  көлемнен аспайды.

Бұл әдіс  ауданы бойынша аздап сығымдалған бұйым алуда  қолданылады,  қысым аздап төмендеген кезде  бұйымды құю кезінде, бұйымнының  перифирлі бөлігінді  бұйымның  тығыздылығын  қажет етеді.   Бұл технологияның маңыздылығы  мынада: қалыпдеу кезіндегі   қысым тек қана инжекцияның артуын ғана тудырмайдығ сондай-ақ  механизм бөлшектерінің сығымдалып   жанасуы салдарынан  пайда  болады.  Бұл мақсатта   конструкциясына  пуансондар алмасуы мен  қалыпдердің  жанасуынан  соңғы  құйма балқымалары рұхсат  етіледі.

Термопластарды  ЛМ көмегімен өңдеудің  жаңа әдістері  қатарына  жатады,   сондықтанда  оның  толық атауы  осы күнге  дейін анықталмаған.   Әдебиеттерде   «газбен  құю», «сығымдалған  газды  беру  арқылы  құю», GJD-TENJKA, GAS-INECTION Molding және  т.б.  атаулар кездеседі.   ИГҚ технологиялық процессі келесілерден тұрады: полимер балқымасы  пінішінге 70-95 % толытырыла отырып инжектирленеді.  Содан соң  барып  сорғыш немесе ниппель арқылы  қалыпгі   сығымдалған ауа үрленеді,  ол  ауа балқыманың  үрлей отырып  оның  полимер қалыңдығын ұлғайтады және  конструкциялық тереңдікті  толығымен толтырады.  Бұйым пайда болған соң, газ  қоспасы  қалыпнен  қабылдағышқа  жойылады, пластикатор  қалған балқыманы  бүркіді, ол нақты «қалып» береді. 

Газ  қоспасы (азот,   көмір қышқыл газы) компрессордан немес  насостан үрленуі мүмкін, ең бастысы оның  қысмы  80 МПа болса болды.  Қалыпқа газдың  жіберілуі  бір немесе  бірнеше реттік,   сатылы болуы мүмкін. 

ИГҚ технологиясы   бұйымның  қабырғасының  қалыңдығы кемуі салдарынан  қымбат тұратын полимер материалын  40 % үнемдеуге,  дайындаудың циклын 25-35% қысқартуға,  ақаулардың  болмауын қысқаруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар,   тәжірибе  көрсеткендей, инжекцялы-газ технологиясы   конструкцияны  қарапайымдауға және  бағасын азайтуға мүмкіндік береді. 

ИГҚ технологияның  қиындықтары: құю машиналардың  нақтылығының  жоғары  болуы,  сору конструкциясының  күрделілігі, есептеу мен  құймалы  бұйымдар  жүйесінің  сапасына қойылатын  талаптардың  жоғарылылығы.

Шынжырлы  әдісте   қалың қабырғалы  бұйымдар алу  үшін қолданылады.  Оның  маңызы – шынжырдың айналуы салдарынан  балқыма  экструзия режимінде  сығымдағыш-қалыпге  беріледі және  оны  толтырады, содан соң барып  шынжыр тоқтатылады және  осьтік қалып бойынша  қалыпді  сіңіреді,  салқындап жатқан балқыманың  табиғи кемуін компенсирлейді.  Бұ әдістің ерекшелігі – бұйым көлемі  ЛМ паспорттық көлемінен  артып кетуі мүмкін,  алайда   құйманың  қалыпде  қысым жоғары болмайды, сының салдарынан бұйымның  геометриясы күрделі  болмайды,  қалыпнің  шегілілігі шектеулі,

жұқа қабатты бұйымдарды алу  қиынға соғады, сондай-ақ  полимердің  термотұрақтылығын  ескеру қажет.

Көпқабатты  құю

Арнайы түрге жатады, кейде  соинжекциялы әдіс деп те аталады. Бұл  атау оның  мынадай ерекшелігіне тән  - процесс барысында  екі, кейде одан да  көп  инжекциялық бөлшектердің қатысуы, олардың әр қайсысында  өзіндік қасиеттерге ие   полимер материалдар  пластикацияланады.  Осылайша,  пластмассалардың  сан-алуан түрлерінен тұратын  көп түсті полимер алуға мүмкіндік беріледі.  Екіншілік  полимер шикізаттарын қолдану,   гибридті  конструкциялы  бұйым алуға мүмкіндік береді және т.б.  көп қабатты  құю бірнеше  әдістермен жүргізіледі. 

Полимер  балқымасын  екі пластикатордан  кезегімен  қалыпге беруіне негізделген.   Екі инжекциялы бөлшек  сорғышқа  жалғастырылады, конструцкиясынада оларды алмастырып қосып отрылатын функция қарастырылған.   Бұл  басқарғыш инелі клапан (ИК).  Клапан кеекпен немесе  бір мезетте   қалыпнің  құйғыш жүйесіне  жалғастырылады.  Бірінші  бөлшектен жасалған материал  жоғары қысыммен және жоғары жылдамдықпен  қалыпге инжектірлене отырып,  бұйымның  сыртқы  қабатын түзеді.  Содан соң барып,   бұйымнының  ішкі көлемі   екінші  бөлшек  материалымен толтырылады, содан соң барып жұмысқа  қайтадан екінші  бөлшек қосылады, ол балқыманың  қалған бөліктерін қалыпге қосады және  бұйымды «печаттайды». 

Түстері айқын ажыратылған, сондай-ақ бөлшектері  гибридті  конструкциялы бұйым алуға  мүмкіндік береді.  Бұл жағдайда   инжекциялық бөлшектер  дәүрлі  қызмет атқарады,  ал бөлшектердің  конструкциясы  құймалы қалыпнің   құондығысымен анықталады.  Құймалы  қалып  екі  құймалы   жүйеге  ие,   тұрақты  түрде   инжекциялық бөлшектермен түйісіп тұратын І және  ІІ. Қалыпнің  пуасонында  қозғалмалы  қойғыштары бар,   олар пневмоөткізгішпен жылжытылаы.  Сондықтан да ІІ келтірілген мысалдағы инжекция реимінде   жұмыс жасайтын болса, онда І бөлшек   интрузионды  режимде  жұмыс жасайды.  

Ротационды  құю (ротационды  ЛМ мен шатастырмау керек)

Жоғарыда келтірілген  әдістерге ұқсас,  тек айырмашылығы  қосымша қойғышты қажет етеді.  Бұйымның орталық бөлігін  рәсімдеген соң (ІІ бөлшек) қойғыш алынып тасталады, балқыманың пайда болып келе жатан көлемі ІІ бөлшектен  инжектірленеді.   Ротацияонды  құйма  алу  технологиясының  желісіне  қосымша   қалыпнің  жанасуы және   қойғышты  жою (орнату) операциялары  қосылған.

 
2.3Тапаншалы құю машиналары.

 

Десма (ФРГ) фирмасы өте қуатты және негізгі мақсатта термопласттар мен резина қоспаларынан аяқкиімдер құятын тапаншалы құю машиналарын шығарды. Бұл машиналар көлденең червякты ауа сорғышты механизм және тік орналасқан сығымдау механизмдерінен (пішіндерді қысу үшін) тұрады. Бұл құю машиналары екі, төрт, алты, сегіз және он сығымдау механизидерімен кешенделген. Сығымдау механизмі роторда орналасқандықтан циклді керекті бұрышқа бұра береді. Тапаншалы машиналарда бір мезгілде әртүрлі шамада ұяшықтары бар пішіндер салуға болады. Алғашқыда пішім 2 жоғары гидравликалық цилиндр көмегімен төмен қысымда болады. Материал пластиаклы айналушы червякпен 4 шанаққа 6 келіп түседі. Төмен қысымда төменгі гидравликалық цилиндрде пішім жоғарғы қысыммен жабылады, ал пластикация және шашырату 5 механизмі шүмектің 3 сол жағындағы құю жолды төлкелі пішімге ауысады. Кейін червяк 4 цилиндрдегі 7 майлаушы заттың көмегімен солғақарай айналып жабық тұрған пішімге пластикалық материалды шашыратып толтырады. Материалды қысымда ұстап тұрған кезде пластикация және шашырату механизмі бастапқы қалыпқа келеді. Пішім салқындатылып біткен соң сыртқа алынып, келесі циклге дайындалады.

 

Құйылу пішімдері.

     Бұйымдардың сапасы және еңбек  сыйымдылығы олардың құрылымына  және құйылу пішімінің сапасына байланысты. Құйылу пішімінің сапасы бұйымға дәл берілген геомертиялық пішін беруді, басқа қосымша механикалық әдістерсіз жүруді, автоматты құю және шығару әдістерімен жүруді қамтамасыз етеді.

Құйылу пішімдерінің техникалық деңгейі көбіне бұйымдардың техника-экономикалық көрсеткіштерін анықтайды. Құйылу пішімдерінің құрылымы әртүрлі болып келеді. Ол мына факторларғабайланысты: бұйым құрылымы,

полимерлі материал қасиеттері, таңдалған машинаның құрылымы, өндіру мінездемесіне және т.б.

     Пішім түзуші бөлшектер – балқымамен  тіке байланысып, сол немесе басқа  құю деңгейінде негізгі жұмысшы  бөлшектер б.т. Пішім түзуші бөлшектерге: матрица 1, сотандар 17, белгілер 18,  құю  жолды төлке 2, орталық төлке 6, итергіштер 16. Бұл бөлшектер жоғары физика-механикалық  көрсеткіштері бар легирленген  болаттан жасалады [6].