Формование изделий из порошкообразного полимера

В настоящее время существует три основных метода формования изделий из порошкообразных полимеров. Все они заключаются в расплавлении порошкообразного полимера внутри формы. Эти методы

следующие: а) про­цесс Энгеля; б) процесс Хейслера; в) ротационное фор­мование.

В первом методе используют неподвижную форму, во втором — вращающуюся горячую форму, а в третьем — форму, которая медленно вращается одновременно во­круг двух, обычно взаимно перпендикулярных осей (см. рис. IV.4). Последний технологический прием имеет ряд преимуществ. Отходы производства незначительны или вовсе отсутствуют.

Контроль массы и толщины сте­нок изделий можно осуществлять путем точной дози­ровки порошка для каждого цикла. Кроме того, полимер в изделиях, полученных ротационным формованием, практически не ориентирован, поэтому в них отсутствуют внутренние напряжения. Показатель текучести (индекс расплава) материала, имеющий важное значение как характеристика сырья, например, для выдувного фор­мования, здесь особой роли не играет. Более того, в данном случае можно применять смеси различных по­лимеров, плотность которых колеблется в относительно широком диапазоне.

По производительности ротационное формование вряд ли может конкурировать с высокоскоростным выдувным формованием. Однако использование многогнездных форм позволяет значительно повысить производитель­ность процесса. Другим важным преимуществом метода является возможность применения очень легких тонко­стенных форм, так как процесс осуществляется без дав­ления. Это, кроме того, облегчает теплообмен на соот­ветствующих стадиях цикла формования.

Некоторые крупногабаритные изделия, например спе­циальные емкости для хранения жидкостей, рекомен­дуется изготавливать именно формованием порошкооб­разных полимеров. Благодаря разработке технологии синтеза «сверхвысокомолекулярных» полиэтиленов про­изводство этим методом емкостей для хранения горючих веществ (нефти, масел) стало успешно конкурировать с производством емкостей (до 10000 л) из стеклонаполненного полиэфира и стали с за­щитным покрытием.

Ротационное формование как способ получения изде­лий из жестких структурированных пен относительно ново. Однако в настоящее время разработаны две его _чмодификации: а) термическое формование (спекание); б) производство многослойных вспененных систем (так называемых «сэндвич-конструкций»). В обоих случаях используют твердые химические вспенивающие агенты, которые вводят в полимер до начала формования. При формовании многослойных изделий важен тщательный контроль за степенью вспенивания полимеров, образую­щих смежные слои.

Напыление

Этот процесс представляет собой сочетание элементов технологии формования пластизолей и формования изде­лий из порошкообразных

полимеров. В настоящее время в качестве покрытий все шире используют полимерные материалы. Это объясняется такими достоинствами по­лимеров, как коррозионная стойкость, хорошие электро-и теплоизоляционные свойства, износостойкость, хоро­ший внешний вид, а также способность окрашиваться в

95 массе и давать поверхности, не проявляющие склонно­сти к прилипанию. Напыление обычно проводят «окуна­нием» или разбрызгиванием.

В случае пластизолей холодное изделие окунают в тиксотропную жидкость (также холодную) и затем вы­сушивают. Иногда изделие предварительно подогревают. Нанесенный полимер отверждается и образует прочное защитное покрытие.

Окунание в порошок проводят с применением псевдоожиженного слоя. Предварительно нагретое изделие погружают в контейнер с холодным порошком, который распыляют потоком воздуха, направленным снизу вверх. Метод псевдоожиженного слоя находит применение и в других областях техники. Например, взвешенные час­тицы (стеклянные бусинки) используют в качестве теп­лоносителя при непрерывной вулканизации резины.

Кроме того, в настоящее время термическую обра­ботку стальных деталей в обычной солевой ванне заме­няют обработкой в слое подвижных частиц двуокиси кремния или корунда, которые распыляют в потоке го­рячего газа или газо-воздушной смеси.

Разбрызгивание проводят двумя основными спосо­бами. В первом порошок наносят на предварительно на­гретое изделие, на поверхности которого материал превращается в сплошную пленку. Во втором частицы по­рошка заряжаются в распылителе, а затем притягивают­ся к заземленному изделию и образуют покрытие. По­следующая операция спекания обеспечивает однород­ность защитного слоя. I

Прессование

Процесс прессования был разработан для серийного про­изводства одинаковых изделий. В простейшем случае, материал помещают в форму и в ней отверждают. Процесс от­верждения может сопровождаться охлаждением, выде­лением газов или химическими реакциями и часто про­водится под давлением.

Прессование начали использовать давно, и в настоя­щее время оно находит широкое применение в техноло­гии металлов и керамики, а также в переработке поли­меров.