Способ изготовления полых изделий из термопластичных покрышковых полимеров

Способ изготовления полых изделий из термопластичных покрышковых полимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсккн

Соцкапистическин

Респубики

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительмое к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.05.80 (21) 2919878/23-05 с присоединением заявки М(51)М. Кл.

° В 29 С 11/00

Гееуднрстввнный кемнтет

СССР ае денек нзвбретеннй н открытнй (23) П риоритет—

Опубликовано 07,06.82. Бюллетень %21

Дата опубликования описания 07.06.82 (53) УД К 678 027 (088.8) (72) Автор изобретения

С Неверов

Институт механики металлополнмерных систем АН Велоруескаи ССР (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ

ПОРОШКОВЫХ ПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов, в частности к спо.

1 собу изготовления полых изделий иэ порошковых термопластичных полимеров.

Известен способ изготовления полых изделий путем погружения оправки в раствор полимера (1) .

Недостатком данного способа является необходимость в каждом конкретном случае иметь оправку, конфигурация которой соответствует конфигурации полости изделия. Кроме того, способ приемлем для изготовления изделий из материалов..свойства которых улуч-! шаются при их расплавлении.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления полых иэделий термопластичных порошковых полимеров путем придания полимерному порошку формы готового изделия и оплавления сформированной поверхности порошка (2)

Для осуществления способа полимерный по-. рошок засыпают в нагретую, смазанную антиадгезивом металлическую форму; выдерживают определенное. время, необходимое для оправления прилегающего к форме слоя полимера, охлаждают форму, высыпают неоплавленный полимерный порошок и извлекают готовое изделие из формы. При осуществлении способа возникает ряд технологических затруднений, связанных с необходимостью исключения адгезионного взаимодействия поверхности формы и полимера, обеспечения возмож- ности быстрого извлечения готового йэделия

l0 из формы. Последнее являетсь причиной того, что данный способ является применимым только для изготовления изделий простейшей конфигурации. Внутренняя поверхность изделий, изготовленных с использованием этого способа, 15 получается шероховатой, осыпающейся, что не всегда допустимо. Необходимость нагрева и охлаждения формы удлиняет произведственный цикл, снижает производигельность процесса.

Целью изобретения является повышение производительности и .технологичности процесса

Цель достигается тем, что в способе изготовления полых изделий нз термопластичных порошковых полимеров путем нрнлания по3 93347 лимерному порошку формы готового изделия и оплавления сформированной поверхности поропгка форму готового изделия порошку придают, выпрессовывая в нем углубление, соответствующее форме полости, а оплавление порошка производят, заливая в сформировашгое углубление жидкость, нагретую до температуры, превышающей температуру плавления полимера, но меньшей температуры кипения жидкости, и имеющую вязкость не более 1,5 Па. с.

Кроме того, для надежного закрепления стенок углубления полимерный порошок перед выпрессовкой углубления пропитывают пластификатором.

По предлагаемому способу порошковый полимер используемый как материал для производства изделий, выполняет одновременно функцию формообразователя, позволяя иск.почить применение для этих целей специальных металлических форм. Заливаемая в углубление жидкость, является теплоносителем, обеспечивающим формование изделия за счет оплавления прилегающего к поверхности жидкости слоя полимерного порошка. Жидкость не должна растворять полимер, поскольку это приводит к размыванию стенок углубления и искажению формы готового изделия, Для того чтобы обеспечить достаточно быстрое и полное удаление жидкости из полости сформирова|шого изделия, ее вязкость при комнатной температуре не должна превышать значение 1,5 Па.с. Температура кипения жидкости должна быть достаточно высокой для того, чтобы обеспечить ее нагрев до температуры, лри которой производится формование изделия.

В тех случаях когда за счет механического сцепления частиц полимерного порошка при прессованни невозможно добиться достато пю надежного закрепления стенок выпрес- 4О сованиого углубления, полимерный порошок перед прессованием пропитывают пластифицирующими полимер жидкостями. Растворение поверхностного слоя полимерных частиц способствует склеиванию их друг с другом при 4> прессовании и повышает устойчивость стенок выпрессованного углубления.

Выполнение способа согласно изобретению позволяет сократить. технологический цикл изготовления полых изделий за счет исключе- 511 ния операций, связанных с использованием металлических форл1 (извлечение изделий из форм, чистка последних, смазка антиадгезивом, нагрев, охлаждение). Создаются благоприятные предпосылки для автоматизации про- 5s цесса — теплоноситель (технологическая жидкость) может нагреваться централизованно и подаваться к месту работы по трубопроводам; за одну операцию прессования можно выпрессовать несколько углублений в полимерном порошке, жидкость в которые можно заливать одновременно, Данный способ дает возможность снизить перепад температур между теплоносителем и полимерным материалом. Потери тепла сведены к минимуму, высокая теплоемкость используемых жидкостей позволяет даже при незначительном отличии температуры теплоносителя (технологической жидкости) от температуры плавления полимера получать изделия с заданной толщиной стенок. В качестве технологической жидкости могут использоваться высококипящие органические жидкости (нефтепродукты, глицерин, I кремнийорганические жидкости и т.п.), расплавы солей, жидкие мономеры, расплавленные металлы и т,п. Используемые жидкости

Ф не должны растворять полимерный порошок.

Осуществление способа иллюстрируется примерами.

Пример 1. Изготавливают цилиндрическую емкость из полиэтилена для хранения и транспортировки жидких продуктов. Размеры емкости (ф 200 х 150 мм) и незначительная толщина стенок (3 мм) затрудняет ее формование методами литья под давлением или горячего прессования в формах. В слое порошка полиэтилена низкой плотности (ГОСТ 16337—

70, Т,нл. = 400 К), толщиной, в 2 — 3 раза превышающей высоту готового изделия, выпрессовывают углубление по форме полости изготавливаемой емкости. ДавленИе прессования

5 МПа, порошок непрасеянный, полидисперсный. В углубление заливают диэтиленгликоль (Т.кип, 517 К, вязкость 0,5 ПА.с при 293 К) нагретый до 420 К, После ьохлаждения диэтиленгликоля до 320 К изделие извлекают из порошка, выливают диэтиленгликоль, очищают деталь от остатков порошка. Наружная поверхность емкости получается шероватая за счет недооплавленных частиц полимера. Это улучшает условия транспортировки емкости, обуславливая более надежное сцепление ее стенок с захватами транспортирующего устройства.

Пример 2. Изготавливают защитный чехол из пентапласта для термометра, погружаемого в раствор плавиковой кислоты. Размеры изделия: длина 200 мм, внутренний диаметр 10 мм, толщина стенок 2 мм. Значительная величина отношения длины изделия к диаметру создают затрудения при выпрессовывании углубления в полимерном порошке. связанные с возможностью осыпания стенок углубления. Поэтому перед прессованием в пентапластовый порошок (ТУ 6-05 -1422- 741, Т.пл. 560 К) добавляют 2--3 вес. 1 пиклогексанона, являющегося растворителем пента9334

ВНИИПИ Заказ 4064/24 Тираж 679 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пласта, и порошок тщательно перемешивают.

Затем в слое порошка толщиной 400 — 500 мм выпрессовывают углубление но форме внутренней полости изготавливаемого чехла, давление прессования 5 МПа. В углубление запивают минеральное масло MC — 20 (ГОСТ 1013—

49, Т.кип. 540 К, вязкость 0,02 Па.с при

373 K)> нагретое до 490 К. После охлаждения масла изделие извлекают, выливают масло и очищают чехол от остатков порошка.. 10

Пример 3. Изготавливают чехол из поливинилбутираля (ГОСТ 9439 — 73) текучести 450 К для измерительной ячейки прибора. Размеры чехла: внутренний диаметр (100 мм, высота 100 мм, толщина стенок 5 мм, Формирование изделия производится путем заливки технологического глицерина (температура кипения 563 К, вязкость 1,5 Па.с при

293 К) в углубление, выпрессованное в слое порошка поливинипбутирапя по форме изготавливаемого изделия. о

После охлаждения глицерина до 300 К готовое изделие извлекают из порошка, удаляют глицерин и очищают чехол от порошка.

Развитый характер наружной поверхности изде- 5 лия способствует нанесению и закреплению ме;таллизационного слоя эпектрохимическими ме1

;,тодами с целью обеспечения надежного экранирования ячейки прибора от внешних электромагнитных полей.

Использование данного способа изготовления полых изделий из порошковых термопластичных полимеров обеспечивает по сравнению с известными решениями изготовление полых изделий значительных размеров с тон35 кими стенками без использования специального сложного оборудования.

Продолжительность технологического цикла формования изделий может быть существенно сокращена за счет исключения операций, свя40 занных с использованием формующих металлических деталей.

Высокая теппоемкость используемых технологических жидкостей и практическое отсутствие потерь тепла в процессе формова45 ния позволяет снизить перепад температур между теплоносителем и полимерным материалом, что благоприятно отражается «а свойствах готового изделия.

Формованне производится посредством свободного оплавления поверхности полимера без

50 воздействия на расплав полимера внешних сжимающих напряжений, что позволяет исклю74 6 чить появление внутрещгих напряжений в объеме материала.

Подобрав определенным образом состав технологической жидкости, можно совместить формование изделий с нанесением на их поверхность веществ, модифицирующих поверхность полимерного материала (каталитически

Р активных, изменяющих характер смачивания поверхности полимера жидкостями и т.п,).

Помимо основного назначения, данный способ может быль использован для нанесения покрытий на легкоплавкие металлы и изделия из термореактивных полимеров или минеральных вяжущих веществ, особенно на те из ннх, которые не переносят нагрева до высокой температуры, необходимой для нанесения покрытий.

Использование технологических жидкостей облегчает контроль за формированием изделия путем регистрации и изменением температуры технологической жидкости, создает благоприятные предпосылки для автоматиза1 цни процесса изготовления no»bn изделий .

Формула изобретения

1. Способ изготовления полых изделий из термопластичных порошоковых полимеров путем придания полимерному порошку формы готового изделия и оплавления сформированной поверхности порошка, о т л и ч а юшийся тем,. что, с целью повышения производительности и технологичности процесса, форму готового изделия порошку придают, выпрессовывая в нем углубление, соответствующее форме полости изделия, а оппавление порошка производят, заливая в сформированное углубление жидкость, нагретую до температуры, превышающей температуру плавления полимера, но меныпей температуры кипения жидкости, и имеющую вязкость не более 0,1 Па.с.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с цепью надежного закрепления стенок углубления, полимерный порошок перед выпрессовыванием углубления пропитывают ппастификатором, . Исто п ики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 2613382, кл. В 29 D 23/02, опублик. 1979.

2. Генепь С. В. и др. Полимерные материалы в пищевом машиностроении, М., Машиностроение

1969, с. 23 (прототип) .