17. Растворение с последующим высыханием
18. СКЛЕИВАНИЕ является одним из способов соединения пластмасс между собой. Этот процесс имеет ряд преимуществ перед другими методами соединения, так как является в настоящее время единственным методом получения неразъемных герметичных соединений разнородных материалов, например пластмасс с металлами. Клеевое соединение прочнее, надежнее и экономичнее соединений на заклепках. Клеи позволяют надежно соединить разнотолщинные детали сложной конфигурации. Клеевые соединения имеют высокую атмосферо-виброкоррозионную стойкость.
Вместе с тем, клеевым соединениям присущи и специфические недостатки, которые должны учитываться при выборе метода соединения: отсутствие равнопрочности при различных направлениях приложения нагрузки по отношению к плоскости склеивания; снижение прочности некоторых видов клеев в результате старения, а также токсичность многих полимерных клеев.
Прочность клеевого соединения зависит от правильного подбора клея, от сил сцепления клеящего вещества с поверхностями склеиваемых материалов и от прочности самой клеевой прослойки после ее отверждения, качества подготовки склеиваемых поверхностей (шероховатости, физической структуры – капиллярности и пористости), толщины клеевой пленки, точности соблюдения режимов склеивания, конструкции соединения.
Для соединения термореактивных пластмасс применяют полиуретановые, полиэпоксидные, поливинилацетальнофенольные и карбинольный клеи, а также фенольные, полиэфирные и другие клеевые композиции (например, бакелитовый лак, клей БФ-2 или БФ-4).
Для склеивания пластмасс кроме специальных клеев можно пользоваться расплавом или раствором, самой пластмассы. Растворителями могут служить – ксилолы, ледяная уксусная кислота, трихлорэтилен.
Технология склеивания термореактивных пластмасс складывается из обычных операций: приготовления клея, подготовки поверхности (очистка, обезжиривание и создание шероховатой поверхности), нанесения клея, открытой выдержки (если клей содержит растворитель) и приведение соединяемых поверхностей в контакт, выдержки клеевого соединения под давлением (отверждение или затвердевание клея), контроль качества клеевого шва.
В зависимости от вида выбранного клея устанавливают продолжительность, температуру и давление выдержки под прессом.
Продолжительность выдержки зависит от температуры склеивания:
|
Температура, °С |
16–20 |
21–25 |
26–30 |
|
Продолжительность выдержки, ч |
10 |
8 |
6 |
19. Свободная заливка
20. Строгание в листы
21. Намотка на вращающуюся оправку Технология изготовления изделий из резины
Основными операциями штамповки при обработке пластмасс и резины являются разделительные – вырубка, пробивка, резка при изготовлении деталей из листовых материалов. При этом получают различные прокладки, шайбы, уплотнительные элементы разной конфигурации. Штамповку выполняют на механических и гидравлических прессах.
Рис.
1. Обработка на каландрах – получение
прорезиненной ткани:
1
– барабан с изделием;
2
– подающий барабан с тканью; 3
– резина; 4
– валок
Каландирование – было разработано для производства резин и распространена но производство других материалов. Эту технологию используют не только для получения изделий из резины, но и для получения композиционных материалов – прорезиненных тканей (рис. 1). Может быть использован трехвалковый каландр – в зазор между валками 4 одновременно подаются ранее сформированная пластифицированная резина 3 и ткань 2. Средний валок вращается с большей скоростью, чем нижний, это обеспечивает втирание резиновой смеси в ткань. Полученная ткань наматывается на барабан / и затем вулканизируют.
Непрерывным выдавливанием на машинах червячного типа получают профилированные детали (трубы, прутки, профили для остекления и т.д.), покрытую резиной металлическую проволоку.
Прессование является одним из основных способов получения фасонных деталей (манжет, уплотнительных колец, клиновых ремней и т.д.). Применяют горячее и холодное прессование. При горячем прессовании резиновую смесь закладывают в горячую пресс-форму и прессуют на гидравлических прессах с обогреваемыми плитами. Температура прессования 140...155 С. При прессовании одновременно происходят формообразование и вулканизация деталей. Высокопрочные детали (например, клиновые ремни) после формования подвергают дополнительной вулканизации.
Холодным прессованием получают детали из эбонитовых смесей (корпуса аккумуляторных батарей, детали для химической промышленности и т.д.). После прессования заготовки отправляют на вулканизацию.
Литьем под давлением получают детали сложной формы. Температура процесса 80... 120 °С
Завершающей операцией производства РТИ является вулканизация.
Исходным материалом для производства деталей из пластмасс являются гранулы, порошки или листовой материал, деталей из резины – каучук (сырая резина) или листы. Наряду со специфическими методами обработки при обработке пластмасс и резины используются также технологии, применяемые для обработки металлов (например, резание, разделительная штамповка).
Основными операциями штамповки при обработке пластмасс и резины являются разделительные – вырубка, пробивка, резка при изготовлении деталей из листовых материалов. При этом получают различные прокладки, шайбы, уплотнительные элементы разной конфигурации. Штамповку выполняют на механических и гидравлических прессах.
ОТДЕЛКА ЛИЦЕВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПЛАСТМАСС выполняется различными способами, среди которых окрашивание (объемное и поверхностное), печатание, тиснение, аппликация, декалькомания, металлизация.
На практике в основном применяют объемное окрашивание и печатание на лицевой поверхности тонких рулонных материалов (пленок). Большое количество современных строительных пластмасс имеет после формования лицевую поверхность, готовую к применению.
При выборе способа отделки обязательно учитывают адгезионную способность поверхности, стойкость к различным химическим реагентам, влагопроницаемость, термостойкость и другие физико-химические свойства пластмасс. В большей мере качество отделки определяется качеством подготовки поверхности материала. Механические, физические и химические методы подготовки поверхности связаны главным образом с ее обезжириванием, приданием ей шероховатости, химическим модифицированием, нанесением адгезионных подслоев.
Адгезионная способность поверхности пластмасс после соответствующей подготовки к отделке оценивается различными методами, в том числе путем измерения краевого угла капли дистиллированной воды, нанесенной на поверхность; измерения угла наклона поверхности, при котором с нее начинает скатываться капля дистиллированной воды, а также измерением натяжения смачивания. В последнем случае фиксируют время (1 мин), в течение которого тонкий слой индикаторной жидкости на поверхности пластмассы не должен собираться в капли. Для испытаний используют набор индикаторных жидкостей, например, на основе смеси третичного бутилового спирта и дистиллированной воды, с известным поверхностным натяжением.
Следует отметить прогрессирующее развитие отделки пленочных пластмасс способом печати. Из-за ряда свойств пластмасс не все способы печати в равной степени пригодны. Способ высокой (типографской) печати позволяет получать чистый и четкий оттиск рисунка. Но длительность высыхания используемых высоковязких красок приводит к тому, что этот способ печати почти не применяется. Разновидность высокой печати – флексографская основывается на применении маловязких быстросохнущих красок на летучих растворителях, но при этом заметно ухудшается четкость оттиска рисунка.
Принцип офсетной печати связан со смачиванием печатной формы увлажняющим раствором и накатыванием жирной краски, которая при этом избирательно задерживается на несмачиваемых (печатных) элементах. С печатной формы красочный оттиск переходит на эластичный резиновый цилиндр, а с него – на запечатываемый материал. Преимущество такого способа печати – возможность получать мягкие и плавные переходы тонов рисунка при сравнительно высокой скорости.
Целесообразно отметить высокое качество печати, которое достигается при четырехкрасочном методе печати триадными красками (желтой, пурпурной, голубой).
Хорошим воспроизведением различных изображений отличается глубокая печать, основанная на применении цилиндра со специальными печатающими ячейками. Рядом преимуществ обладает способ трафаретной печати, который заключается в продавливании краски посредством ракеля на материал через трафарет, служащий печатной формой. Этот способ отличают простота конструкции, высокое качество изображения (возможность получения красочной пленки толщиной до 70 мкм), экономичность.
При отделке тиснением рисунок получают путем переноса оттиска с металлизированного или пигментированного слоя специальной пленки под далением горячего штампа. Различают глубокий оттиск – запечатываются углубленные места рисунка, образуемые в результате вдавливания рельефной поверхности металлического штампа; плоский оттиск – тиснение гладкой эластичной поверхностью резинового штампа; рельефный оттиск – при контакте гладкой поверхности эластичной пластины с рельефной поверхностью материала. Преимущество этого способа - возможность применения высокопроизводительного оборудования, четкость рисунка и его разнообразие.
Интерес представляет аппликация – нанесение на поверхность отделываемого материала накладных элементов различных составов (бумага, полимерная пленка, ткань и др.). Такие элементы отделки наносятся на поверхность готового материала или закрепляются на изделии в процессе его формования. Соответственно различают накладную или заформованную аппликацию. В последнем случае отделка материала отличается более высокими эксплуатационными характеристиками. Но по сравнению с накладной аппликацией технологический процесс заформования рисунка более сложен.
При декалькомании, в отличие от прямого запечатывания, изображение наносят предварительно на специальную подложку, а затем переводят на поверхность материала одним из трех способов – мокрым, сухим или термическим. Соответственно в качестве материалов для подложки используются загрунтованная клеевым слоем бумага, полимерная пленка, целлофан, металлическая фольга и др. С помощью декалькомании можно наносить рисунок на отделочные материалы весьма сложной формы и фактуры. К недостатку декалькомании относится сложность механизации этого процесса.
При металлизации поверхности пластмасс (нанесении тонкого слоя металла) она приобретает отражательную способность, большую твердость и абразивостойкость.
Химическая металлизация основана на осаждении тонких слоёв металла на поверхности материала при восстановлении из растворов солей или в газовой среде. При обработке материала таким способом учитывают, что покрытия в виде сплошной металлической оболочки толщиной около 100 мкм вызывают напряжения сжатия полимерного материала. Качество получаемого покрытия весьма низкое, а процесс металлизации происходит длительное время.
Химико-гальваническая металлизация основана на наращивании электролитическим путем на электропроводящем подслое материала слоя металла. В этом случае для получения покрытия высокого качества применяют полимерные материалы с определенной механической прочностью.
Металлизация напылением в вакууме связана с испарением нагреваемых металлов и конденсации их паров на поверхности материала. Не все пластмассы в равной степени пригодны для металлизации напылением в вакууме. Пластификаторы или растворители, содержащиеся в материале, испаряются при создании вакуума и препятствуют адгезии металла. Наиболее пригодны для металлизации в вакууме пластмассы на основе полиметилметакрилата и полистирола.
Металлизация пневмораспылением заключается в покрытии поверхности полимерного материала тонким слоем металла путем распыления его в расплавленном виде с помощью сжатого воздуха. Рисунок может быть получен при изоляции поверхности трафаретным экраном. Толщина металлопокрытия 20 мкм и более, Фактура получается матовой, для получения блеска проводят дополнительную обработку.
Металлическое покрытие получают также кратковременным погружением материала в псевдосжиженный слой дисперсного металла, нагретого до температуры, превышающей температуру плавления полимера. При этом частицы диспергированного и разогретого металла внедряются в поверхностный слой материала. Адгезию металлопокрытия к поверхности материала увеличивают путем предварительной ее обработки известными методами активирования (физическими или химическими).