Переработка полиамидов
 Получение полиамидов из сырья и полупродуктов, является первым этапом ряда процессов, которые заканчиваются выпуском полиамидов в виде, соответствующем требованиям потребителей. Переработка полиамидов в виде гранул или «хлопьев», полученных на полимеризационных установках, с точки зрения капитальных затрат и использования рабочей силы, вероятно, составляет самую значительную часть в производстве изделий из полиамидов. Увеличению объемов производства способствовало широкое использование оборудования, применявшегося для других термопластов, для переработки полиамидов различных типов.
ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Литье под давлением является, несомненно, самым распространенным и перспективным способом переработки полиамидов в изделия. Применение этого способа переработки особенно эффективно при массовом производстве мелких деталей, используемых, например, в автомобильной промышленности для изготовления бытовых приборов и т. п. При литье под давлением за одну операцию получают почти законченное изделие, почти не требующее дополнительной обработки. Однако при изготовлении некоторых изделий необходима специальная обработка. В настоящее время литьем под давлением получают большое количество конструкционных деталей из полиамидов, работающих с высокой степенью надежности.
Технологические свойства полиамидов
По технологическим свойствам промышленные полиамиды, перерабатываемые литьем под давлением, отличаются от других термопластов следующими показателями; низкой вязкостью, высокой температурой расплава; узким температурным интервалом переработки, ограниченным температурами плавления и разложения; чувствительностью к влаге; резким переходом из твердого состояния в жидкое.
При переработке полимеров с низкой вязкостью расплава необходима специальная конструкция сопла для предотвращения вытекания расплава. Самым простым по конструкции является сопло с обратным конусом, направленным вершиной к цилиндру. Наиболее эффективны сопла, снабженные пружиной, которая в нормальном положении закрывает выход из сопла и открывает его во время движения поршня вперед. Для предотвращения вытекания при впрыске очень жидкого расплава оформляющие части формы и другие контактирующие поверхности должны быть хорошо подогнаны. Образуемый облой трудно удаляется из-за высокой прочности и эластичности полиамидов.
Объемная усадка расплава довольно высока (16—17%) ввиду высоких температур литья, а также из-за того, что при охлаждении образуется кристаллическая структура. Для устранения этого явления требуются очень высокие давления формования.
При литье полиамидов потери давления как будто бы должны быть меньше, чем при переработке других термопластов из-за повышенной текучести расплава. Однако из-за узкого температурного интервала переработки при случайном снижении температуры полимер может застывать в литниковых каналах. В связи с этим заполнение формы необходимо осуществлять
при более высоком давлении, чем при литье других термопластов. Кроме того, очень важно определить оптимальные размеры используемых впусков; в слишком узких впусках в результате действия больших сил трения повышается температура расплава и увеличивается вероятность прохождения процессов термодеструкции; слишком широкие впуски способствуют сокращению длительности заполнения формы, но могут привести к «выплескиванию» расплава.
Влияние условий формования высокотекучего материала на качество готового изделия подробно описано в посвященной этой проблеме монографии.
Из-за узкого допустимого температурного интервала переработки большинства полиамидов система обогрева литьевых машин должна быть оснащена устройствами, обеспечивающими надежное регулирование температуры. Колебания температуры стенки цилиндра более чем на +1 °С считаются нежелательными. Следует отметить, что для расплавления полиамидов требуется тепла больше, чем для расплавления других распространенных термопластов. Это видно из данных, приведенных ниже:
- Полистирол общего назначения ........................... 65
- Полиэтилен низкой плотности ..................... 140-170
- Полиэтилен высокой плотности ................. 170-200
- Полиацетали........................................................... 100
- Полиамиды................................................... 150—180
- Полиакрилаты .......................................................... 70
- Полипропилен ......................................................... 140
- Поливинилхлорид.............................................. 40—85
- Ацетат целлюлозы ................................................... 70
- Ацетобутират целлюлозы ....................................... 65
- Сополимер АБС................................................ 75—95
- Сополимеры стирола с акрилонитрилом ..... 65—85
Превышение температуры расплава полиамида сверх допустимой границы интервала переработки может происходить либо из-за плохого регулирования температуры, либо вследствие выделения дополнительного количества тепла при трении расплава во
впускных каналах. Все это ведет к термодеструкцйи материала и ухудшению его свойств. Вероятность деструктивных процессов также возрастает тогда, когда длительность пребывания пластицированного материала в нагревательном цилиндре велика. Это наблюдается при формовании мелких деталей на машинах с большим объемом цилиндра. Поэтому необходимо избегать несоответствия между типоразмером машины и массой изготовляемых деталей. Прочность линии спая, образующегося в результате соединения в полости формы двух фронтов расплава, уменьшается при окислении воздухом горячего расплава. При высоких скоростях заполнения полости формы в результате захватывания воздуха и последующего его сжатия может произойти перегрев материала. Вследствие этого на поверхностях деталей появляются темные и коричневые вкрапления. Этого можно избежать, сделав в форме вентиляционные отверстия.
При литье под давлением очень важно, чтобы влагосодержание полимера, поступающего в загрузочный бункер, не превышало 0,2%; в противном случае формование затрудняется, а на формующих поверхностях появляются заметные разводы или блестящие точки. Поэтому материал должен поступать на переработку непосредственно из закрытых контейнеров, которые не следует открывать заранее. Непереработанные материалы должны снова упаковываться в герметичную тару (и вновь подсушиваться перед упаковкой) для уменьшения влагосодер-жания до минимально возможного. Опыт показал, что отходы в виде литников могут использоваться для повторной переработки без предварительной подсушки при условии, что они будут тут же после изготовления и дробления загружены в машину. В противном случае необходима дополнительная подсушка. Однако иногда необходимо избегать вторичной переработки отходов, например, если обнаружено, что при формовании происходит значительное уменьшение молекулярной массы полимера (определенное, например, по изменению вязкости раствора). Вторичная переработка в таких случаях может привести к ухудшению качества изделий.
Разделы |
