Класифікація методів оброблення реактопластів

Для переработки реактопластов используют методы, аналогичные вышеперечисленным методам переработки термопластов. Но для них характерны некоторые особенности. Так, необходимо сочетание физических процессов формования с химическими реакциями трехмерных полимеров (отверждением). Свойства изделий определяются скоростью и полнотой отверждения.

Основными методами переработки реактопластов в материалы и изделия являются:

— формование под давлением, предусматривающее использование пресс-порошков, представляющих собой смесь порошкообразного наполнителя с термореактивной смолой, подвергнутую частичному отверждению (предотверждению). Пресс-порошок вводят в пресс-форму, где подвергают одновременному воздействию давления и нагрева. Порошок размягчается, заполняет всю полость пресс-формы и в горячем состоянии затвердевает, превращаясь в готовое изделие;

—литье под давлением. Его особенностью являются необходимость строгой регулировки температуры (при температуре пластикации выше оптимальной происходит отверждение материала еще до заполнения литьевой формы; при температуре ниже оптимальной реактопласт плавится долго и затвердевает, не превратившись в расплав необходимой вязкости) и подача материала в обогреваемую форму, а не в охлаждаемую, как при литье термопластов;

—метод намазывания, заключающийся в нанесении тонкого слоя полимера на ту или иную основу посредством погружения, обмазки или распыления с последующим нагревом для полимеризации после нанесения на основу.

Р е а к т о п л а с т ы перерабатывают в изделия методом прессования, литьем под давлением, центробежным формованием, методом намотки.

Наиболее распространенным методом переработки реактопластов является прессование (рис. 5.1, в). Изделия получают из особого вида полимерного сырья, получившего название «пресс-материалы». Исходный термореактивный порошок, прошедший входной контроль, таблетируют для уменьшения объема и повышения точности дозировки пресс-материала, загружаемого в форму. Чтобы снизить продолжительность выдержки пресс-материала под давлением при температуре сшивки реактопласта, проводят предварительный подогрев таблеток. В процессе подогрева происходят частичная сшивка связующего, удаление адсорбированных низкомолекулярных продуктов. Подогрев осуществляют с помощью ИК-нагревателей или установок ТВЧ. Затем пресс-материал загружают в форму. После смыкания нагретых оформляющих частей (матрицы и пуансона) пресс-формы в пресс-материале происходят процессы сшивки полимерного связующего. Как правило, это процессы поликонденсации, сопровождающиеся выделением воды и газов. Последние обусловливают пористость изделия, ухудшая его свойства. Для удаления низкомолекулярных веществ из пресс-формы проводят 2÷ 3 подпрессовки – кратковременные подъемы пуансона и последующие быстрые смыкания формы. Продолжительность подпрессовок зависит от формы и массы детали и составляет 1÷ 5 с. Наиболее длительной операцией технологического цикла прессования является высокотемпературная выдержка пресс-формы под давлением, которая необходима для полного отверждения реактопласта. Для снятия остаточных напряжений, возникающих в процессе формования, проводят термообработку деталей.

Специализированные виды прессования термопластов – литьевое прессование и непрерывное профильное (штранг-) прессование.

Литьевое прессование включает аналогичные технологические операции. Конструктивной особенностью пресс-форм, применяемых для реализации этого метода, является наличие специальной загрузочной камеры (форкамеры), из которой в вязкотекучем состоянии полимерный материал продавливается в оформляющую полость.

Штранг-прессование – метод формования профильных изделий путем продавливания порошкового или волокнистого пресс-материала через сужающийся канал в обогреваемой матрице с открытыми входным и выходным отверстиями. В выходном отверстии матрицы установлена головка, оформляющая профиль изделия. Продавливание материала осуществляют в циклическом процессе с помощью плунжера, совершающего возвратно-поступательное движение в канале матрицы. Новые порции материала загружают в матрицу во время обратного хода и в момент остановки плунжера перед началом полуцикла прессования. За один цикл из матрицы выдавливается не весь находящийся в ней уплотненный и нагретый материал, поэтому при следующем цикле прессования он сваривается с материалом новой порции, обеспечивая равномерное распределение прочности по длине изделия.

Литье под давлением реактопластов осуществляют с помощью экструдеров и поршневых литьевых машин. Специфика этого процесса состоит в необходимости точного соблюдения температурных режимов переработки. Если температура материала в экструдере превысит оптимальную, отверждение (сшивка) реактопласта произойдет до момента заполнения им литьевой формы. При температурах ниже оптимальной расплав реактопласта не приобретает необходимую для литья вязкость, поэтому для заполнения им формы необходимо существенно повышать давление экструзии. В отличие от литья термопластов расплав реактопласта подают в обогреваемую, а не в охлаждаемую литьевую форму.

Центробежное формование (центробежное литье) – метод изготовления изделий в виде тел вращения из полимера, находящегося в вязкотекучем состоянии, под действием центробежной силы. Это длительный периодический процесс, который обычно применяют в тех случаях, когда качественное изделие необходимых размеров и формы нельзя изготовить другими методами. При центробежном формовании реактопласт в виде порошка или смолы с отвердителем помещают в нагретую цилиндрическую форму, которую приводят во вращение. После охлаждения и остановки формы изделие извлекают и путем механической обработки доводят его внутреннюю поверхность до нужных размеров и формы.