химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

ых изделий. Для того чтобы предотвратить этот эффект, применяют специальные формы, давление в которых создается с двух сторон: шнеком и механизмом закрывания формы через шток и пуансон (см. также Литьевые машины). Указанный метод наз. инжекционный прессованием.

Перерабатываемый материал нагревается в пласти-кационном цилиндре внешними нагревателями, установленными на цилиндре, а также за счет тепла трения, выделяемого при пластикации в шнеке (см. рис. 1, кривые II и III). В передней части пластикационного цилиндра материал разогревается дополнительно в узком пространстве между горячими стенками, а при впрыске в форму — за счет сдвиговой деформации в узких каналах сопла и литниковой втулки. Температура термопластов при течении по форме почти не меняется, а реактопластов и резин несколько увеличивается, т. к. течение осуществляется медленнее и материал продолжает нагреваться от горячих стенок формы.

Затвердевание изделия начинается с поверхности. При этом термопласты охлаждаются ниже темп-ры стеклования, после чего изделие можно извлекать из формы. Отверждение реактопластов сопровождается повышением темп-ры. Скорость затвердевания материала в форме зависит от температуры формования, темп-ры стенок формы, а также от толщины изделия и теплофи-зич. свойств материала.

Различный характер изменения темп-ры и давления на отдельных участках формы обусловливает неодинаковое протекание физико-химич. процессов в перерабатываемом материале и, так. обр., предопределяет анизотропию свойств полученного изделия (см. об этом Литье под давлением термопластов).

Кроме давления и темп-ры, на свойства готового изделия оказывают влияние продолжительность отдельных стадий цикла, а также конфигурация и размеры формы, свойства материала (вязкость, температуропроводность, термостабильность, релаксационные свойства и др.), особенности его пластикации (характер изменения темп-ры по объему порции материала, способ передачи давления в форму и др.).

Математическое описание процесса. Многообразие физич. и химич. процессов, протекающих при Л. п. д., определяет сложность математич. описания данного метода переработки. Существующие способы описания базируются, в основном, на использовании упрощенных ур-ний гидродинамики и теплопередачи с учетом реоло-гич. свойств материала.

С нек-рым допущением течение полимерного материала по каналам литниковой втулки и по литьевой форме может рассматриваться как стационарное изотермическое, описываемое ур-ниями установившегося ламинарного осесимметричного движения между двумя параллельными пластинами (для литьевой формы) или по цилиндрич. каналу (для литника). Протекающие при этом деформационные процессы характерны для несжимаемых (неньютоновских) жидкостей и подчиняются степенному закону изменения вязкостных свойств. Теплообмен при течении материала по литьевой форме рассматривают как одномерный тепловой поток от нагретого материала с темп-рой Тм к охлаждаемой стенке формы с постоянной темп-рой Тф (для термопластов) или от нагретой стенки к менее нагретому материалу (для реактопластов и резиновых смесей).

дх

(1) (2)

В общем виде ур-ния движения (1), энергии (2), рео-логич. ур-ние вязкой жидкости (3) и ур-ние неразрывности (4) для случая одномерного движения записываются:

Эт

XV

дТ Эт

ду

(3) (4)

= 0

/ Э2Т \

dVx дх

где р — давление, прикладываемое к материалу в направлении х; тху — напряжение сдвига в направлении

движения х; — градиент скорости в направлении

у; п — индекс течения, учитывающий отклонение реологич. свойств расплава от ньютоновской жидкости;

Т — темп-ра материала; а — коэфф. температуропроводности; S — диссипативная функция; р, — вязкость материала; р — плотность материала; Ср — теплоемкость материала.

Совместное решение этих ур-ний при различных граничных условиях, отражающих различную постановку задачи для Л. п. д. аморфных и кристаллич. термопластов, реактопластов или резиновых смесей, позволяет приближенно определить скорость движения материала по литьевой форме, время ее заполнения, перепад давления по длине формы в период ее заполнения и др. Различными интерпретациями этих ур-ний пользуются для решения конкретных задач численными методами. Однако применение их для более общих расчетов затрудняется сложностью зависимостей вязкостных и теплофизич. свойств расплава от непрерывно изменяющихся в цикле литья темп-р и напряжений сдвига.

Для описания формования материала на стадии уплотнения применяют ур-ние состояния, связывающее уд. объем (V) материала с температурой (Т) и давлением (р):

(V-o>)(p+M)=KRT (5)

где (о, М, К — константы ур-ния состояния полимера (определены для ряда материалов), R — универсальная газовая постоянная.

Это ур-ние м. б. использовано для определения изменения темп-ры и давления материала при постоянной плотности или для определения усадки (изменение объема материала) в процессе охлаждения при заданных значениях давления и темп-ры.

Стадия уплотнения материала характеризуется небольшими градиентами скорости течения расплава (0,1—1 сек _1). Изменение плотности (р) материала во времени (t) с учетом ур-ния (5) в общем виде м. б. записано:

Эр = 1 Г RT др _ Д дТ 1

dt ~~ / , KRTy [(р+*)2 dt р+к dt J \ '

Ур-ние неразрывности для этого периода формования имеет вид:

^f+-k(?Vx) = 0 (7)

Совместное решение ур-ний (1) и (3) (при значениях параметров, характерных для процесса уплотнения) с ур-ниями (2) (при допущении одномерности теплового потока), (6) и (7) при соответствующих граничных условиях позволяет описать поведение материала на этой стадии. Решение этих ур-ний в общем виде представляет значительные трудности. Для решения частных задач принимают допущения и наиболее упрощенный характер изменения параметров и свойств материала в цикле литья.

Упрощенное моделирование теплообмена материала в литьевой форме, протекающего при его охлаждении после снятия давления (при допущении постоянства теплофизич. коэфф. и отсутствия внутренних источников тепловыделения), проводится с помощью дифференциальных ур-ний теплопроводности с краевыми условиями первого рода (для неограниченной пластины):

в = Т^тФ =|] вп ехр {-Кро) (8)

м 1ф n_t

где 0 — средняя относительная темп-ра;

Я 8

п (2n-l)2it*' fin = (2ra—!)-?-?

Решением ур-ния (8) можно определить изменение темп-ры материала во времени T(t) или найти время т охлаждения материала от темп-ры Гм, при к-рой он поступает в форму, до нек-рой заданной темп-ры. При

этом F0 = р- (а — коэфф. температуропроводности,

h — половина толщины детали).

Приведенные выражения (1—8) позволяют проводить приближенные инженерные расчеты, необходимые при определении технологич. режимов Л. п. д. (тепловые, скоростные, силовые), размеров оснастки и параметров оборудования (усилия впрыска, запирания, площади литья и др.). Существуют различного рода эмпирич. соотношения, к-рые упрощают подобные расчеты, однако требуют знания в каждом конкретном случае характеристик перерабатываемого материала.

Лит.: Завгородний В. К., Калинчев Э. Л.,

МарамЕ. И., Литьевые машины для термопластов и реактопластов, М., 1968; Т о р н е р Р. В., Основные процессы переработки полимеров, М., 1972; Мак-Келви Д. М., Переработка полимеров, пер. с англ., М., 1965; Басов Н. И.,

Скуратов В. К., Ким В. А., Оборудование для производства объемных изделий из термопластов, М., 1972; Лапшин В. В., Основы переработки термопластов литьем под давлением, М., 1974. Э. Л. Калинчев, Е. И. Марам.

ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ РЕАКТОПЛАСТОВ (injection moulding of thermosets, Spritzguji von Durop-lasten, moulage par injection des thermodurcissables). Основные принципы процесса приводятся в ст. Литье под давлением. Здесь же описана специфика переработки этим методом реактопластов, к-рая заключается в необходимости строгой регулировки темп-ры. Если темп-ра пластикации превышает оптимальную, происходит отверждение материала еще до заполнения литьевой формы. При темп-ре ниже оптимальной реактопласт плавится долго и затвердевает, не превратившись в расплав с необходимой вязкостью (для нагнетания в форму высоковязкого расплава усилие впрыска, создаваемое машиной, недостаточно).

Особенностью Л. п. д. р. является также то, что материал подается в обогреваемую форму, а не в охлаждаемую, как при литье термопластов. Условия Л$ п. д. р. приведены в таблице.

Литье на червячных литьевых машинах —? наиболее эффективный и экономичный метод переработки реактопластов, позволяющий осуществить высококачественную пластикацию материала и быстро отвердить его в форме, предотвратив коробление готового изделия. Метод позволяет получать изделия массой до 2—3 кг с большой поверхностью и разнотолщинностью стенок. По физико-механическим характеристикам такие изделия не уступают изделиям, отформованным др. методами.

В поршневых литьевых машинах пластикация происходит только за счет тепла, подводимого к материалу от стенок цилиндра. В этом случае не удается добиться равномерного прогрева материала по всей массе и гомогенизации расплава. В связи с указанными недостатками разработан метод Л. п. д. р. на поршневых машинах (т. н. струйное формование), при к-ром пластицированный реактопласт нагнетается в форму через обогреваемое сопло. Проходящий по такому соплу материал быстро нагревается и с большой скоростью заполняет форму. После окончания впрыска давление в цилиндре снижается, а сопло охлаждается водой. Этот метод позволяет получить на короткое время расплав реактопласта пониженной вязкости, что дает возможность отливать мелкие изделия с тонкой арматурой.

Л. п. д. р. начало осуществляться в 1960-е гг. почти одновременно в Великобритании, США, ФРГ и Японии.

Лит.: D i е t z R. G., Kunststoff— Berater, 15, Кя 8, 745 (1970); Завгородний В. К., Калинчев Э. Л., Марам Е. И., Литьевые машины для термопластов и реактопластов, М., 1968; Woebcken W., в кн.: Kunststoff —

Handbuch, Bd 10, Munch., 1968, S. 689; S с h a a f W., Hahnemann A., Verarbeitung von Plasten, Lpz., 1968; 3 а в г o-родний В. К., Механизация и автоматизац

страница 18
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)" (22.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
адвокат по земельным спорам
taxi box воронеж шашку купить
учеба дизайн интерьера
стелажи для магазинов

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(07.12.2016)