Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
Переработка ПВХ методом литья под давлением связана с определенными трудностями, так как полимер характеризуется низкой термостабильностью, высокой вязкостью расплава и близостью температуры формования к температуре деструкции. Поведение композиций при переработке определяется рядом параметров, связанных как с характеристиками полимера (средняя молекулярная масса, молеку-248
пярно-массовое распределение, плотность и т.д.), так и с характером взаимодействия полимера со стабилизаторами, пластикаторами, смазками и др.
Важным этапом при разработке литьевых композиций является оценка их перерабатываемости. Существующие методы такой оценки сводятся к определению реологических свойств и области температур и давлений, в пределах которой возможно формование данного материала. Методы оценки перерабатываемости литьевых композиций ПВХ дают возможность получать данные о характеристиках, ответственных за Поведение композиций при переработке (термостабильность, вязкость, текучесть, температурный предел переработки), а также определять физико-механические показатели образцов из испытуемых композиций с выявлением зависимостей механических показателей от технологических параметров литья.
При переработке ПВХ методом литья под давлением используют одношнековые литьевые машины, на которых можно получать практически любые изделия, в том числе толстостенные и крупногабаритные. В нашей стране выпускают литьевые машины с объемом впрыска 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500 и 1000 см* [46]. Однако для переработки ПВХ отечественные машины практически не применяются и для этих целей используется зарубежное оборудование, имеющее ряд конструктивных особенностей, учитывающих специфику технологических свойств ПВХ. В частности, они снабжены узлом пластикации, обеспечивающим равномерную и щадящую гомогенизацию материала. По длине шнека можно выделить три зоны: зону подачи, имеющую 40% длины, сжатия-40% и впрыска - 20% [77]. Шнеки с малой длиной компрессии практически не пригодны для переработки жесткого ПВХ, поскольку в этом случае расплав быстро перегревается, а степень сжатия не должна превышать 1,5-2,5 [185]. Для обеспечения заданной температуры по зонам необходимо, чтобы отношение длины шнека к диаметру было не менее 15-2*0.
Гомогенность расплава зависит не только от усилия сжатия, создаваемого шнеком, но и от высоты профиля резьбы на конце шнека. При высоте профиля резьбы на конце шнека больше оптимальной гомогенность расплава в зоне впрыска ухудшается. В том случае, когда глубина нарезки небольшая, расплав перегревается. Зависимость высоты профиля резьбы на конце шнека от его диаметра приведена на рис. 10.3 [75]. Зазоры между концом шнека, длина которого составляет 2+ 3,5D в выдвинутом положении, и соплом в зависимости от диаметра шнека составляет 0,2-2,0 мм [162]. Конец шнека выполняется в виде конуса с Углом 17°; скос на торце делается под углом 32° [75].
При литье ПВХ не используют отсекатели рбратного потока, которые могут создавать "застойные" зоны и приводить к образованию пригаров [23].
Литье жестких ПВХ композиций. Для достижения необходимых текучести и физико-механических свойств изделий при литье жестких ПВХ композиций температура по зонам поддерживается в пределах
249
zoo-
10 км
100 ¦
25 «... 50 л 75 _Дмм 100 200 Я,мм
Рис. 10.3. Рис. 10.4.
Рис. 10.3. Зависимость высоты профиля резьбы Я на конце шнека от его диаметра D в литьевых машинах для литья жесткого ПВХ
Рис 10.4. Зависимость частоты вращения шиека и от его диаметра при литье жесткого ПВХ с контактом Фикентчера 61 (1) и 51 (2)
Рис. 10.5. Зависимость продолжительности охлаждениях огтолщины стенки изделия,1], полученного из жесткого ПВХ литьем под давлением
150-195 "С. При температуре выше 195 "С усиливается термодеструкция полимера ("химическое" течение), что приводит к возникновению пространственных структур, затрудняющих течение агрегатов макромолекул и снижающих качество изделий [77]. Оптимальные температурные режимы для конкретных композиций устанавливают экспериментально.
Эффективность литьевых машин для переработки жесткого ПВХ определяется тем, насколько точно удается регулировать давление впрыска и поддерживать необходимое давление литья. В отличие от полистирола и полиолефинов расплав жесткого ПВХ характеризуется более высокой вязкостью, а следовательно, и более высоким максимальным давлением для заполнения формы, которое составляет до 250 мПа [46]. Для предотвращения тепловой усадки изделия в форма в процессе охлаждения также необходимо поддерживать давление, величина которого определяется экспериментально. '
При литье-жесткого ПВХ 3/4 всей энергии расходуется на пластикацию, т.е. на вращение шнека. Потери энергии вследствие теплоизлучения и тепопроводности компенсируются за счет нагрева пластицирую-щего цилиндра. Зависимость скорости вращения шнека при литье жесткого ПВХ от его диаметра и молекулярной массы полимера при ведены на рис. 10.4 [75].
Основным параметром, определяющим производительность литье; вой машины, является время охлаждения в форме. Исследования [78.1 показали, что оптимальной температурой формы можно считать 40-60 °С. При этом продолжительность охлаждения зависит от толщй ны стенки сформированного изделия (рис. 10.5) [75].
