2. Краткие сведения о методах переработки полимеров в строительные материалы и изделия

Для изготовления строительных материалов и изделий из термопластич­ных пластмасс применяют следующие основные, методы.

1 . Метод литья под давлением при использовании современных литьевых автоматов позволяет в кратчайшие сроки изготовлять различные детали и изделия высокого качества сложной конфи­гурации (рис. 9,1).

С

Рис. 9.1. Схема машины для литья под давлением

1 — плунжер; 2 — бункер с исходным материалом; 3 — устройство для элек­трообогрева; 4 — сопло; 5 — подача воды для охлаждения; 6 — формуемое изделие

ущность этого метода заключается в следующем: материал разогревается в спе­циальной загрузочной камере автомата и размягчается до высоковязко-текучего со­стояния, после чего с большой скоростью и под большим давлением поступает через литниковый канал сопла в закрытую, слег­ка подогретую полость прессформы, темпе­ратура в которой поддерживается в пре­делах от 20 до 25° С. Внутри полости под большим давлением материал прессуется с последующим охлаждением и выдержкой в прессформе без снижения давления; затем прессформа раскрывается и готовое охлаж­денное, отвердевшее изделие извлекается.

2. Метод шприцевания (экструзии) применяется для непрерывного или периодического изготовления профилированных погонажных изделий.

Сущность этого метода заключается в одновременном непрерывном на­греве материала до пластического состояния, уплотнении и выдавливании его через отверстие в головке машины, оформленное в соответствии с требуе­мым профилем погонажа. Этим методом изготовляются, в частности, уголки, швеллеры и трубы различной длины.

3. Метод вальцевания с последующим каландрированием применяется для изготовления рулонных или листовых изделий. Этот метод основан на уплотнении и раскатке на горячих вальцах многовальцового каландра на­гретого материала в тонкую бесконечную ленту или полосу требуемой тол­щины. Поступающее с последнего вальца каландра изделие идет на даль­нейшие операции, разрезается на листы, прессуется или же после охлажде­ния сматывается в рулон. Таким методом, например, изготовляют пленку из поливинилхлоридной или полиэтиленовой смолы.

4. Метод формования выдуванием применяется для получения из листов термопластов полых и других изделий. В стальную прессформу, обогревае­мую паром, закладываются два листа, между которыми вдувается сжатый воздух, вследствие чего листы прижимаются к обеим половинам формы. После сварки листов по линиям соединения формы, охлаждения и разъема ее изделие извлекается для окончательной отделки.

5. Метод сварки горячим воздухом применяется для изготовления крупно­габаритных конструкций (коробов) с использованием токов высокой частоты.

6. Метод штамповки применяется для переработки листовых материалов в изделия (из винипласта, оргстекла и др.) небольших размеров сложной формы; изделие штампуется в прессах под давлением 3,5—7, а в отдельных случаях до 14 кГ/см²; перед штамповкой листы предварительно подогре­ваются до температуры 80—170° С с последующим охлаждением готового изделия в холодной воде.

Для изготовления строительных материалов и изделий из термореактив­ных пластмасс применяются следующие основные методы.

1. Метод прессования на гидравлических прессах, являющийся наиболее распространенным. Мощность прессов зависит от размеров прессуемых материалов; для мелких деталей используются прессы мощностью до 50, а для крупноразмерных элементов — от 2500 до 3000 т и более. Изделия прессуются в специальных прессформах при температуре 100—190° С, кото­рая устанавливается в зависимости от вида пластмассы и принятой техноло­гии прессования. Материал (холодный или подогретый) загружается в на­гретую матрицу, в которой, разогреваясь, он становится более пластичным; под давлением пуансона материал заполняет всю полость прессформы. Время выдержки материала под давлением определяется в зависимости от его вида и размеров. После отверждения запрессованного материала прессформа раскрывается и изделие вынимается и охлаждается.

Те же прессы используются и для изготовления листовых материалов (без применения прессформ) из текстолита и стеклопластиков.

2. Метод контактного формования широко применяется для изготовления без подогрева крупногабаритных изделий: плит-панелей различной формы, оболочек и других подобных элементов конструкций. Этот метод может быть применен двумя способами — без давления и прессованием в резино­вом мешке под давлением.

а) Способ контактного прессования без давления заключается в следую­щем:. форма изделия последовательно покрывается тонкими слоями напол­нителя (например, стекловолокнами — стекломатами, стеклянной или ас­бестовой тканью и др.), пропитанными жидкой смесью полиэфирной или эпоксидной смолы с отвердителем (катализатором). Благодаря действию катализатора нанесенные жидкие смеси смолы затвердевают, и в результате получается готовое по форме изделие, которое и снимается с последующей выдержкой до окончательного отверждения. Для предотвращения приклеи­вания изделия к форме последняя покрывается специальной смазкой или пленкой целлофана.

Основным недостатком указанного способа является почти полная невозможность механизации его, вредность производства, а также продол­жительность процесса отверждения в необходимых пределах смолы, который может длиться до 20 ч.

Д ля полного отверждения готового изделия требуется около 5—6 суток; при прессовании по этому способу требуются большие свободные площади и большое число прессформ.

С

Рис. 9.2. Схема изготовления изделия из стекло­пластика методом резинового мешка (эластичной мембраны)

1 — трубка подачи сжатого воздуха; 2 — крышка; 3 — рези­новая мембрана-мешок; 4 — слои стеклопластика; 5 — гибкая прокладка из пластмассы, препятствующая возникновению отпечаток от складок резины; 6 — зажимы; 7 — корпус формы

целью ускорения про­цесса изготовления приме­няют метод напыления ком­понентов пластмассы пис­толетом-распылителем. Та­ким методом изготавлива­ют стеклопластики из мелко нарезанных волокон (дли­ной 6—10 мм), смешанных с полиэфирной или эпок­сидной смолой; процесс пе­ремешивания производится в самом распылителе.

б ) При прессовании из­делия в резиновых мешках на нанесенные на форму (матрицу) смолу и стекловолокна накладывается тонкостенный резиновый мешок с последующим нагнетанием в него воз­духа, отчего стенка мешка прижимается к изделию (рис. 9.2). Таким же образом производится формование под давлением при помощи резинового чехла, которым покрывается материал, уложенный по форме и прижатый сверху рамкой.

Рис. 9.3. Схема конвейера для формования стеклошифера с попе­речной волной

1 — рулон стекловолокнистого материала; 2 — пропиточная ванна; 3 — рулон пленки; 4 — полимеризационная камера; 5 — формовочный агрегат; 6 — прием­ные валики для намотки пленки; 7 — режущее устройство; 8 — привод; 9 — рулон стеклошифера

Тот же принцип формовки, но при значительном давлении, до 150 am и более, эффективно осуществляется в автоклавах.

Непрерывный метод применяется для изготовления на конвейере непре­рывной ленты стеклопластика с последующей разрезкой ее на листы. Имею­щиеся в настоящее время установки принципиально отличаются друг от друга технологическими процессами и кинематической схемой.

Схема конвейера для формования непрерывных гофрированных листов кровельного стеклошифера показана на рис. 9.3 (Италия).

Стекловолокнистый материал, разматываясь из рулона, проходит через пропитывающую ванну; для защиты материала от кислорода воздуха (отри­цательно сказывающегося на процессе полимеризации) он обкладывается

с двух сторон пленкой целлофана и направляется в полимеризационную камеру. Затвердевший материал формуется в специальном агрегате, приоб­ретая гофрированную форму, и окончательно полимеризуется. По выходе из камеры готовое изделие сматывается в рулон. Ширина ленты обеспечи­вается в пределах 500—1000 мм, а толщина ее 1—3 мм и более.

Гофрированные листы стеклопластика имеют широкое применение в разных областях строительства за рубежом — для стеновых и кровельных панелей, перегородок и других частей гражданских и промышленных зда­ний.

Метод склеивания синтетическими клеями широко применяется для сое­динения элементов, изготовленных из одинаковых или различных материа­лов, в целую конструкцию.