Файл: Фурмер, И. Э. Общая химическая технология учеб. пособие.pdf

§ 74. Изготовление изделий из пластмасс

Методы переработки пластмасс основаны на свойствах полимеров приобретать пластичность и текучесть при воздействии на них темпера­ туры и давления и сохранять затем в обычных условиях приданную им форму.

Рис. 89. Схема прямого прессования:

Рис. 90. Схема литьевой машины;

Пластмассы в зависимости от поведения их при нагревании делят на т е р м о р е а к т и в н ы е и т е р м о п л а с т и ч н ы е , поэто­ му принадлежность к одной из этих групп определяет и методы их переработки.

Например, при переработке термопластов материал сохраняет плав­ кость в готовом изделии и может бы1 ъ переработан повторно в отличие

246

от термореактивных материалов, у которых при переработке под влия­ нием температуры и давления происходят химические процессы, в результате чего получаемое изделие становится неплавким и нераство­ римым.

Основные способы переработки пластических масс в изделия: пря­ мое прессование, литье под давлением, экструзия, формование из листа, изготовление изделий намоткой, сварка и механическая обра­ ботка .

П р я м о е п р е с с о в а н и е (рис. 89) применяется в основном при переработке термореактивных смол. При этом способе полимер

2

и др. Порошкообразный или гранулированный материал 5 (рис. 90) по­ дают в загрузочную воронку 4, из которой он поступает в обогреваемую камеру 3. В ней он остается пластичным и приобретает способность течь • под давлением. В этой камере перемещается плунжер б, приводимый в движение от мотора. При движении плунжера вперед размягченный материал через сопло попадает в холодную форму, где он затверде­ вает. После выдавливания материала плунжер отходит назад, и при этом из загрузочной воронки в камеру поступает новая порция порош­

247

кообразного материала. Далее плунжер перемещается вперед и т. д. Такой способ позволяет быстро осуществлять все операции и не тре­ бует охлаждения формы.

М е т о д в ы д а в л и в а н и я , или э к с т р у з и я , позволя­ ет изготовлять из полимерных материалов листы, пленки, стержни, трубы и т. п. Такие изделия можно получать только при непрерыв­

грузочную воронку 2, через которую подается порошкообразный ма­ териал 3, цилиндрическую камеру 4, внутри которой вращается близко прилегающий к стенкам камеры шнек 5.

При вращении шнека 5 материал вначале поступает в обогревае­ мую зону камеры, где он становится пластичным, а затем продавли­ вается через оформляющую головку — мундштук экструдера 1. Форма оформляющей головки экструдера определяет профиль получаемого изделия. При выходе из головки экструдера изделие быстро охлажда­ ют. Этот метод позволяет также наносить пластмассы на проволоку и другие изделия.

Ф о р м о в а н и е и з л и с т а применяется при переработке термопластичных материалов и получении из них изделий сложной формы, с большой поверхностью и малой толщиной стенок.

На рис. 92 показана схема штамповки из листа. Из листа 1 гото­ вится заготовка, которая нагревается до высокоэластичного состояния, затем она закрепляется на матрице 3 штампа, установленного на не­ подвижной плите пресса. После этого на нее воздействуют пуансоном 2. Выдержка заготовки между матрицей и пуансоном осуществляется до тех пор, пока она не охладится и не зафиксируется приданная форма.

С в а р к у п л а с т м а с с применяют для соединения деталей, полученных из термопластичных материалов. Нагрев соединяемых деталей осуществляют газовыми теплоносителями, теплом трения, токами высокой частоты и ультразвуком. Выбор способа сварки (тем­ пературы нагрева, времени выдержки) зависит от свойств материала,

К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

1.Какие материалы называют пластическими массами?

2.Каков состав простых и наполненных пластмасс?

3.Приведите схемы полимеризации этилена, стирола.

4.Напишите формулы полимеризационных смол и назовите области при­ менения пластических масс на их основе.

5.Напишите реакции получения новолачной и резольной смол. Каковы

общую формулу.

248

9. Какие эфиры целлюлозы используют для производства пластические масс и пленок?

10. По рис. 89—92 объясните способы изготовления изделий из пластиче­ ских масс.

Г Л А В А XIX

ПРОИЗВОДСТВО ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Волокнами называют тонкие, прочные, гибкие, нитеобразные тела,* имеющие очень малые размеры поперечного сечения.

С давних времен люди носят одежду из естественных (природных) текстильных волокон — шерсти, шелка, льна, хлопка.

Ассортимент текстильных материалов значительно расширился, когда три-четыре десятилетия назад были созданы процессы получения волокон химическим путем. Эти волокна получили название хими­ ческих волокон. Существует два типа химических волокон — искус­ ственные и синтетические.

И с к у с с т в е н н ы е в о л о к н а изготавливают из природных, высокомолекулярных соединений — целлюлозы, козеина и др., с и н ­ т е т и ч е с к и е в о л о к н а — из высокомолекулярных соедине­ ний, полученных синтезом из мономеров.

Разработка способов получения химических волокон открыла без­ граничные возможности создания волокон, превосходящих природные волокна по своим свойствам и отвечающих разнообразным требовани­ ям. Эти волокна превосходят природные по прочности, они легче, не смачиваются водой, не подвержены гниению, действию плесени, некоторые из них отличаются химической стойкостью.

Производство химических волокон позволяет применять механи­ зацию и автоматизацию технологических процессов. Себестоимость химических волокон, как правило, ниже себестоимости естественных*

§75. Процессы получения волокон

Вметодах получения различных волокон много общего. Процесс

складывается из четырех этапов: 1 ) получения исходного материала;

осуществлено не из любого полимера, а только из такого, молекулы которого обладают строгой линейной и малоразветвленной структурой.

лов, Для получения искусственных волокон на основе эфиров цел­

для изготовления синтетических волокон готовят растворением или расплавлением полимера.

2 4 9

Ф о р м о в а н и е в о л о к н а , или п р я д е н и е , заклю­ чается в вытягивании нити из раствора или расплава полимера. С этой целью раствор или расплав продавливают через очень маленькие от­ верстия фильеры (рис. 93). Тонкие струйки раствора или расплава, выходящие через отверстия фильеры, обрабатывают химическими реагентами или охлаждают, в результате чего они твердеют и превра­ щаются в нити.

Фильеры устанавливают на прядильной машине. Каждая машина снабжена 60—100 фильерами. Существуют два способа формования волокна — мокрый и сухой.

М о к р ы й с п о с о б используется в случае прядения волокна из раствора (рис. 94). Прядильный раствор, подаваемый прядильным

насосом 1, проходит фильтр 2, стеклянную трубку 3, продавливается через отверстия фильеры 5 и попадает в раствор, находящийся в оса­ дительной ванне 6. Выдавливаемые через фильеру струйки прядиль­ ного раствора реагируют с раствором осадительной ванны 6 с образо­ ванием нитей волокна, которые наматываются на бобину 4. Мокрый способ используют для изготовления искусственных волокон — вискоз­ ного и медноаммиачного и иногда синтетических волокон.

волокна из раствора (рис. 95) нагретый раствор полимера проходит через прядильную головку 1 и фильеру 2 и попадает в виде тонких струек в шахту прядильной машины 3, в которую подается нагретый воздух. Снаружи шахта обогревается горячей водой, и таким образом

250