ПЛАСТИ́ЧЕСКИХ МАСС ПЕРЕРАБО́ТКА

ПЛАСТИ́ЧЕСКИХ МАСС ПЕРЕРАБО́ТКА, ком­плекс про­цес­сов, с по­мо­щью ко­то­рых из пла­сти­че­ских масс из­го­тав­ли­ва­ют из­де­лия или по­лу­фаб­ри­ка­ты с за­дан­ны­ми свой­ст­ва­ми, фор­мой, раз­ме­ра­ми. Тре­бо­ва­ния к из­де­ли­ям (по­лу­фаб­ри­ка­там) обу­слов­ли­ва­ют вы­бор пла­ст­мас­сы, ме­то­да её пе­ре­ра­бот­ки и тех­но­ло­гич. ре­жи­мов, осн. обо­ру­до­ва­ния и кон­ст­рук­ции фор­мую­щей ос­на­ст­ки. Эти со­став­ляю­щие взаи­мо­свя­за­ны. Ошиб­ки в вы­бо­ре од­ной из них при­во­дят к по­лу­че­нию не­ка­че­ст­вен­но­го из­де­лия ли­бо к не­воз­мож­но­сти его фор­мо­ва­ния.

Классификация методов переработки

Соз­да­ние еди­ной клас­си­фи­ка­ции П. м. п. за­труд­не­но из-за мно­го­об­ра­зия этих ме­то­дов. Ис­хо­дя из на­ко­п­лен­но­го опы­та (пе­ре­ра­бот­ка пла­ст­масс воз­ник­ла в сер. 19 в. од­но­вре­мен­но с на­ча­лом их про­из-ва) мож­но ис­поль­зо­вать два под­хо­да.

Ин­же­нер­ный под­ход за­клю­ча­ет­ся в том, что все ме­то­ды под­раз­де­ля­ют по ти­пу це­ле­во­го про­дук­та на три осн. клас­са, вклю­чаю­щих из­го­тов­ле­ние по­го­наж­ных (не­пре­рыв­ной дли­ны) из­де­лий, фор­мо­ва­ние дис­крет­ных из­де­лий, из­го­тов­ле­ние по­лу­фаб­ри­ка­тов. Для по­лу­че­ния по­го­наж­ных из­де­лий ис­поль­зу­ют ка­лан­д­ро­ва­ние, фор­мо­ва­ние на под­лож­ке (в т. ч. по­лив рас­тво­ра, про­пит­ку, по­маз­ку), экс­тру­зию, про­тяж­ку и др. Дис­крет­ные из­де­лия из­го­тав­ли­ва­ют ме­то­да­ми прес­со­ва­ния, ли­тья под дав­ле­ни­ем и без дав­ле­ния, фор­мо­ва­ни­ем на внутр. по­верх­но­сти фор­мы (вы­дув­ным, цен­тро­беж­ным, ро­та­ци­он­ным), фор­мо­ва­ни­ем на внеш­ней по­верх­но­сти фор­мы (на­мот­кой, ма­ка­ни­ем) и др. Из­де­лия из по­лу­фаб­ри­ка­тов (лис­ты, плён­ки) по­лу­ча­ют свар­кой, склеи­ва­ни­ем, на­пы­ле­ни­ем (ме­тал­ли­за­ци­ей), ори­ен­та­ци­он­ной вы­тяж­кой, пнев­мо-, ва­ку­ум- и ме­ха­нич. фор­мо­ва­ни­ем, тер­мо­об­ра­бот­кой, сбор­кой, ме­ха­нич. об­ра­бот­кой.

В ос­но­ве др. под­хо­да ле­жит об­щая для всех ме­то­дов П. м. п. ста­дия – оформ­ле­ние (фор­мо­ва­ние) из­де­лия из пла­ст­мас­сы, а ко­ли­че­ст­вен­ным кри­те­ри­ем клас­си­фи­ка­ции ме­то­дов слу­жит уро­вень со­про­тив­ле­ния по­ли­мер­но­го ма­те­риа­ла при при­об­ре­те­нии им нуж­ной фор­мы. В слу­чае фор­мо­ва­ния из­де­лий из пла­ст­мас­сы в жид­ком со­стоя­нии это вяз­кость, из по­лу­фаб­ри­ка­тов – де­фор­ма­ция (в вяз­ком, эла­сти­че­ском, вы­ну­ж­ден­но-эла­сти­че­ском и хруп­ком со­стоя­нии). Со­глас­но этой клас­си­фи­ка­ции пе­ре­чис­лен­ные вы­ше ме­то­ды П. м. п. рас­по­ла­га­ют по­сле­до­ва­тель­но на­чи­ная с ме­то­дов, ис­поль­зуе­мых для фор­мо­ва­ния ма­те­риа­лов с ми­ним. вяз­ко­стью, и за­кан­чи­вая ме­то­да­ми, при­год­ны­ми для хруп­ко­го со­стоя­ния фор­муе­мой пла­ст­мас­сы.

Характеристика основных методов переработки

Ка­лан­д­ро­ва­ние при­ме­ня­ют для из­го­тов­ле­ния ли­но­ле­ума, од­но- и мно­го­слой­ных лис­тов и плё­нок. Про­цесс осу­ще­ст­в­ля­ет­ся не­пре­рыв­ным фор­мо­ва­ни­ем тер­мо­пла­ста при про­пус­ка­нии его рас­пла­ва (с вяз­ко­стью бо­лее 10⁸– 10⁹ Па·с) че­рез за­зор ме­ж­ду вра­щаю­щи­ми­ся вал­ка­ми ка­лан­д­ра. При ка­лан­д­ро­ва­нии рас­плав про­хо­дит че­рез ка­ж­дый за­зор ва­лов (бо­лее двух) один раз. По­лу­чен­ное по­лот­но за­дан­ной тол­щи­ны и ши­ри­ны ох­ла­ж­да­ет­ся вне ка­лан­д­ра на ох­ла­ж­даю­щих уст­рой­ст­вах (ва­лы, ба­ра­бан) для при­да­ния из­де­лию проч­но­сти и твёр­до­сти.

По­лив из рас­тво­ра ис­поль­зу­ют для по­лу­че­ния плё­нок из по­ли­ме­ров, на­грев ко­то­рых до жид­ко­го со­стоя­ния со­про­во­ж­да­ет­ся де­ст­рук­ци­ей, а так­же для по­ли­ме­ров со сверх­вы­со­кой мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой (10⁶–5·10⁶). Рас­тво­рён­ный в ор­га­нич. жид­ко­сти по­ли­мер про­хо­дит че­рез фор­мую­щую филь­е­ру на дви­жу­щую­ся под­лож­ку. За­твер­де­ва­ние из­де­лия про­ис­хо­дит так­же на под­лож­ке при ис­па­ре­нии рас­тво­ри­те­ля.

Экс­тру­зия – ме­тод фор­мо­ва­ния из­де­лий и по­лу­фаб­ри­ка­тов не­ог­ра­ни­чен­ной дли­ны (плён­ки, тру­бы, лис­ты, про­фи­ли и т. д.). Про­цесс не­пре­рыв­ный и осу­щест­в­ля­ет­ся пу­тём рас­плав­ле­ния пла­ст­мас­сы на ос­но­ве тер­мо­пла­стов (вяз­кость ок. 10⁵ Па·с) в ци­лин­д­ре экс­тру­де­ра и при­да­ния рас­пла­ву за­дан­ной фор­мы при про­дав­ли­ва­нии че­рез фор­мую­щую ос­на­ст­ку с по­сле­дую­щим ох­ла­ж­де­ни­ем для при­да­ния из­де­лию проч­но­сти, твёр­до­сти. При не­об­хо­ди­мо­сти при­ме­ня­ют­ся ка­либ­рую­щие уст­рой­ст­ва.

Прес­со­ва­ние ис­поль­зу­ют для из­го­тов­ле­ния дис­крет­ных (ог­ра­ни­чен­ных раз­ме­ров) из­де­лий гл. обр. из пла­ст­масс на ос­но­ве ре­ак­то­пла­стов. Про­цесс за­клю­ча­ет­ся в пла­стич. де­фор­ма­ции под дав­ле­ни­ем ра­зо­гре­той до жид­ко­го со­стоя­ния (вяз­кость 10⁶–10⁷ Па·с) пла­ст­мас­сы, за­пол­не­нии по­лос­ти сомк­ну­той фор­мы и с по­сле­дую­щей фик­са­ци­ей фор­мы из­де­лия в ре­зуль­та­те про­те­ка­ния хи­мич. про­цес­сов от­вер­жде­ния по­ли­мер­но­го ма­те­риа­ла. Для из­де­лий из тер­мо­пла­стов от­вер­жде­ние по­сле прес­со­ва­ния про­ис­хо­дит за счёт ох­ла­ж­де­ния пла­ст­мас­сы в фор­ме.

Лить­ём под дав­ле­ни­ем мож­но по­лу­чать из­де­лия из тер­мо­пла­стов и из ре­ак­то­пла­стов. Пла­ст­мас­са ра­зо­гре­ва­ет­ся в го­ря­чем ци­лин­д­ре лить­е­вой ма­ши­ны до тем­пе­ра­тур вы­ше тем­пе­ра­ту­ры плав­ле­ния и в жид­ком со­стоя­нии (вяз­кость 10⁵–10⁷ Па·с) про­дав­ли­ва­ет­ся че­рез со­пло в замк­ну­тую фор­му. В фор­ме рас­плав на ос­но­ве тер­мо­пла­ста ох­ла­ж­да­ет­ся, из­де­лие за­твер­де­ва­ет и да­лее из­вле­ка­ется из фор­мы. Рас­плав на ос­но­ве ре­акто­пла­стов впры­ски­ва­ет­ся в го­ря­чую фор­му, где про­ис­хо­дят хи­мич. ре­ак­ции об­ра­зо­ва­ния трёх­мер­ной мо­ле­ку­ляр­ной сет­ки, бла­го­да­ря че­му из­де­лие от­вер­де­ва­ет и изы­ма­ет­ся из фор­мы в го­ря­чем со­стоя­нии.

Пнев­мо­ва­ку­ум­ное фор­мо­ва­ние при­ме­ня­ют для из­го­тов­ле­ния объ­ём­ных дис­крет­ных и по­го­наж­ных из­де­лий из за­готов­ки (плён­ки, лис­ты пла­ст­мас­сы), на­гре­той до тем­пе­ра­тур, при ко­то­рых осу­ще­ст­в­ля­ет­ся эла­стич. де­фор­ма­ция по­ли­ме­ра. На­гре­тая за­го­тов­ка при­жи­ма­ет­ся к по­верх­но­сти хо­лод­ной фор­мы, при этом про­ис­хо­дит де­фор­ма­ция под дей­ст­ви­ем ва­куу­ма или по­вы­шен­но­го дав­ле­ния воз­ду­ха. Для от­вер­жде­ния из­де­лие ох­ла­ж­да­ют на фор­ме. Тол­сто­стен­ные на­гре­тые за­го­тов­ки мож­но пред­ва­ри­тель­но при­жать к фор­ме с по­мо­щью ме­ха­нич. дав­ле­ния пу­ан­со­на.

На­мот­ка – ме­тод из­го­тов­ле­ния по­лых дис­крет­ных и по­го­наж­ных из­де­лий (тру­бы, обо­лоч­ки, ём­ко­сти и др.). Про­цесс вклю­ча­ет со­вме­ще­ние во­лок­ни­сто­го на­пол­ни­те­ля с жид­ким по­ли­ме­ром (вяз­кость ок. 10⁵ Па·с) и ук­лад­ку на фор­мооб­ра­зую­щую оп­ра­ву не­пре­рыв­ных в од­ном на­прав­ле­нии ни­тей, лент с по­сле­дую­щим от­вер­жде­ни­ем ком­по­зи­ции и сня­ти­ем из­де­лия с оп­рав­ки. В ка­че­ст­ве во­лок­ни­сто­го на­пол­ни­те­ля при­ме­ня­ют­ся стек­лян­ные бор­ные и т. п. во­лок­на, а так­же во­лок­на из тер­мо­пла­стов.

Ори­ен­та­ци­он­ную вы­тяж­ку ис­поль­зу­ют в про­из-ве лис­тов и плё­нок с од­но- и двух­ос­ной ори­ен­та­ци­ей по­ли­ме­ра (тер­мо­пла­ста). За­го­тов­ка на­гре­ва­ет­ся и в ре­жи­ме вы­со­ко­эла­стич. де­фор­ма­ции под­вер­га­ет­ся вы­тя­ги­ва­нию в од­ном (про­доль­ном) или в двух (вдоль, по­пе­рёк) на­прав­ле­ни­ях. Для по­лу­че­ния плё­нок из кри­стал­ли­зую­щих­ся по­ли­ме­ров да­лее про­во­дит­ся опе­ра­ция тер­мо­об­жи­га (тер­мо­фик­са­ции ори­ен­ти­ро­ван­ной струк­ту­ры) и окон­чат. ох­ла­ж­де­ние. Для по­лу­че­ния тер­мо­уса­доч­ных из­де­лий по­сле вы­тяж­ки сле­ду­ет лишь ох­ла­ж­де­ние (уса­доч­ные, упа­ко­воч­ные плён­ки). Ори­ен­ти­ро­ван­ные плён­ки и лис­ты при­об­ре­та­ют по­вы­шен­ную проч­ность, твёр­дость и т. п.

Вспе­ни­ва­ни­ем по­лу­ча­ют из­де­лия с от­кры­ты­ми (по­ро­пла­сты) и за­кры­ты­ми (пе­но­пла­сты) по­ра­ми. Пла­ст­мас­сы долж­ны со­дер­жать га­зо­об­ра­зую­щие со­еди­не­ния ли­бо вспе­ни­ва­ние про­ис­хо­дит на ста­дии экс­тру­зии по­ли­ме­ра за счёт на­гне­та­ния по­ро­об­ра­зо­ва­те­ля (фре­он, азот и др.). Со­дер­жа­ние га­зо­вой фа­зы мо­жет дос­ти­гать 98–99% по объ­ё­му, плот­ность вспе­нен­ных из­де­лий 5–700 кг/м³.