Фторопласты - Пашнин Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
Затруднительным моментом изостатического прессования является удаление воздуха при прессовании (особенно при изготовлении толстостенных блоков), который заключен в частицах и между частицами порошка ПТФЭ. В отличие от компрессионного прессования при изостатическом процессе формование происходит по цилиндрической поверхности, а не по горизонтальной плоскости, что создает другую ориентацию частиц
188
полимера и приводит к существенному изменению свойств изделий. Так, строганая пленка, при изготовлении которой срезание идет параллельно поверхности прессования, имеет физико-механические характеристики, в несколько раз превышающие аналогичные показатели для пленки, полученной с помощью компрессионного прессования.
Автоматическое прессование. Создание свободносыпучих марок ПТФЭ разрешило проблему дозирования порошка и открыло возможности разработки автоматических методов получения изделий из ПТФЭ. Этот метод наиболее выгоден при
Рис. VII. 4. Схема изостатического Прессования заготовки из ПТФЭ:
/ — металлический стержень; 2,6 — крышки; 3 —порошок ПТФЭ; 4—жесткая форма; 5—эластичная форма.
Рис. VII. 5. Схема плунжерного экструдера:
/ — бункер; 2 — вибропитатель; 3 —нагреватели; 4 — термопары; 5 —камера спекания-6 — экструдат; 7—поршень; « — цилиндр.
производстве большого числа некрупных изделий достаточно простой формы (кольца, втулки, подшипники, прокладки).
Автоматические пресса используются как механические, так и гидравлические мощностью до 150 кН (15 тс). Дозирующие устройства оборудуют вибропитателями. Давление, как правило, повышенное [до 100 МПа (1000 кгс/см2)] по сравнению с компрессионным прессованием, что необходимо для достижения высокой производительности.
Установки для автоматического прессования укомплектованы печами для спекания, которые могут: работать в периодическом
189
или непрерывном режиме (печи туннельного типа). На этих установках часто перерабатывают наполненные марки ПТФЭ. Большим достоинством этого метода является отсутствие отходов ПТФЭ, что объясняется изготовлением непосредственно готового изделия и точным дозированием порошка.
Плунжерная экструзия. Плунжерная экструзия (рамэкстру-зия)—это непрерывный процесс получения труб, стержней, различных профильных изделий из ПТФЭ и его наполненных композиций. Плунжерный экструдер (рис. VII. 5) работает в автоматическом режиме. Для плунжерной экструзии используются марки ПТФЭ, которые имеют хорошую сыпучесть. Они изготовляются либо гранулированием порошка путем перемешивания в воде, либо спеканием ПТФЭ при 380—390 °С в течение 90 мин и последующим измельчением до частиц с размерами 0,75—1 мм [5]. Процесс экструзии осуществляется следующим образом.
Порошок ПТФЭ из бункера подается на лоток вибропитателя, с которого ПТФЭ поступает на питательную тарелку с распределительной планкой. Вращением распределительной планки порошок засыпается в верхнюю часть камеры спекания. Затем порошок движением плунжера уплотняется и проталкивается в зону спекания. Плунжер отходит в верхнее положение, и в освободившуюся зону камеры спекания вновь засыпается порошок. В зоне спекания ПТФЭ нагревается выше температуры плавления и спекается.
Камера спекания состоит из нагревательных блоков, максимальная температура которых .400°С. Давление, возникающее в результате расширения порошка (примерно на 25%) при нагревании и особенно при плавлении полимера, способствует сплавлению частиц в монолитный блок. Величина давления определяется соотношением поверхности трения к сечению экстру-дера. При изготовлении труб давление экструзии наиболее высокое, что может приводить к расслоению экструдата по плоскости разделения дозировочных порций. Давление может быть изменено как за счет длины камеры спекания, так и за счет применения дорна с переменным сечением. Отношение длины к диаметру камеры спекания при изготовлении труб 40, а стержней — 80. Давление экструзии может быть снижено также использованием подвижного дорна. При производстве стержней давление экструзии может быть недостаточным для полного спекания экструдата. В этих случаях используется специальное приспособление, устанавливаемое после камеры спекания. Оно представляет собой втулку с внутренним диаметром меньше диаметра цилиндра камеры спекания. Скорость экструзии зависит от толщины или диаметра экструдата и обычно составляет I—20 м/ч. При изготовлении тонких стержней используется многоканальная оснастка.
Плунжерной экструзией получают стержни диаметром до 80 мм, трубы диаметром до 200—300 мм и различные профиль-
190
ные изделия. Чаще всего эти изделия используются в электротехнической промышленности.
В промышленности применяются экструдеры в основном вертикального типа; изделия большой длины производят на горизонтальных экструдерах. Элементы экструдера, соприкасающиеся с расплавом ПТФЭ, либо хромируют, либо выполняют из хромоникелевых сплавов (ЭИ-437Б). Чистота обработки рабочей поверхности оснастки V9 — V 10.
Плунжерная экструзия по сравнению с компрессионным прессованием имеет следующие преимущества:
1) получение изделий с большой размерной точностью, что упрощает дальнейшую обработку и снижает количество отходов;
