ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оценка добавок для улучшения условий переработки и смазок из "Добавки для пластических масс" В течение столетий внешние смазки применяют для уменьшения силы трения и износа поверхностей трущихся друг о друга тел. Этим вопросом активно занимался Леонардо да Винчи, заложивший основы теорий трения и износа. [c.42] Обычно применяют три типа смазки. [c.42] Жидкая или гидродинамическая смазка. Она обеспечивается при помощи масел или консистентных сма--зок (главным образом углеводороды или силиконы). На поверхность раздела взаимно перемещающихся частей наносится относительно толстый слой [3] некорродирующей жидкости (не менее Ю- см или 10 000 молекул). Таким образом устраняется непосредственный контакт между соприкасающимися частями. В этом случае силы трения уменьшаются до значений внутренних (вязкостных) сил в жидкости и одновременно снижается возможная концентрация напряжений на неровностях и шероховатых участках поверхности скользящих частей. Кроме того, предотвращается образование оказывающих вредное действие продуктов износа. [c.42] Граничная смазка. Этот вид смазки существенно отличается от предыдущего толщиной слоя смазки на поверхности раздела. Он реализуется в тех случаях, когда толстые пленки смазки не могут образовываться, а именно при действии на поверхности раздела очень больших усилий. На вершинах неровностей и шероховатостей трущихся поверхностей присутствуют стационарные молекулярные слои смазки. Благодаря их низкой энергии (прочности) когезии и обеспечивается смазывающее действие. [c.42] При граничной смазке необходимо, чтобы смазывающее вещество имело химическое сродство с трущимися компонентами. В этих условиях возможно образование на поверхности раздела стационарного слоя. Для металлических компонентов эффективными смазками являются длинноцепные жирные кислоты, металлические мыла и спирты. [c.42] Твердая смазка. Этот вид смазки заключается в покрытии поверхности трущихся частей слоем твердого вещества, например графита, дисульфида молибдена и др. Такие смазки обычно применяют в условиях значительного трения, когда происходит разогрев до очень высоких температур, т. е. в условиях, когда жидкая и граничная смазки становятся неэффективными. [c.43] В настоящее время существует два способа преодоления указанных видов трения твердая смазка для частиц порошка и граничная смазка на поверхностях раздела расплав/металл и твердый полимер/металл. [c.43] Внешние смазки, улучшающие условия переработки, аналогичны обычным граничным смазкам, применяемым для металлических поверхностей. Это — высокомолекулярные жирные кислоты, спирты, амины, амиды и металлические мыла, содержащие 12—18 углеродных атомов в основной цепи. В последнее время стали также применять воски на основе углеводородов с молекулярной массой 500—5000. [c.43] Слой смазки состоит из ориентированных молекул, которые можно рассматривать [5], как химически ассоциированные (рис. 2.6). Это и предотвращает их сольватацию подвижными полимерными молекулами (см. ниже). [c.44] НИИ химических реакций коэффициент трения между металлом и смазкой существенно уменьшается. Поскольку смазка заливается в расплав в процессе смешения или на ранних стадиях перемешивания расплава при переработке, то эффективность смазки увеличивается, если смазка несовместима с полимерным расплавом, так как при этом пограничный слой на поверхности раздела не растворяется полимером, и если смазка способна диффундировать в расплаве, а поэтому легко мигрировать к поверхности раздела. [c.45] Для удобства при пользовании упаковочной пленкой обычно применяют добавки, обеспечивающие скольжение пленки. По химической структуре эти добавки схожи с внешними смазками. Примеры внешних смазок и добавок, обеспечивающих скольжение, приведены в табл. 2.4. [c.46] Внутренние смазки и другие добавки, способствующие переработке, предназначены для работы (пластификации) при высокой температуре (см. рис. 3.9). В этих условиях, на первой стадии переработки, увеличивается скорость плавления трущихся друг о друга полимерных частиц. Возрастает также деформируемость конечного расплава. [c.46] В идеальном случае внутренние смазки и другие добавки, используемые при переработке, должны совмещаться с полимером только при высоких температурах (т. е. в области перехода от каучукоподобного к расплавленному состоянию). Если совместимость сохраняется при относительно низких температурах, то смазки и другие добавки, способствующие переработке, должны либо применяться в малых количествах, либо в данном температурном интервале обладать спектром времен релаксации (см. гл. 3), с.хожим со спектром времен релаксации для полимера. [c.46] В общем случае внутренние смазки по своей химической структуре схожи с внешними смазками, но они обладают большей степенью совместимости и меньшей способностью миграции к поверхности, чем внешние смазки. Внутренние смазки применяют в основном для создания рецентур на основе жесткого поливинилхлорида. Обычная их концентрация колеблется от 1 до 2 масс, ч. на 100 масс. ч. полимера. [c.46] В первой главе отмечалось, что рассмотрение термодинамических свойств полимерных растворов можно использовать для предсказания пределов совместимости смазок. Тем не менее соответствующие данные для наиболее широко применяемых смазок пока отсутствуют. Ввиду недостатка научной информации о смазках, с одной стороны, и сложности поведения полимерных расплавов в процессе переработки — с другой, проблема применения смазок все еще остается в состоянии, когда выбор нужной смазки проводится по методу проб и ошибок . [c.47] При выборе смазок и, в особенности, их смесей, необходимо особо позаботиться о том, чтобы внутренние и внешние эффекты были сбалансированы. Взаимодействие смазок друг с другом или с другими добавками, например стабилизаторами, может оказать влияние на пределы совместимости и дать начало нежелательным эффектам, таким как загрязнение оборудования и избыток смазки. [c.48] В первом случае металлическая поверхность перерабатывающего оборудования покрывается остатками расплава, что может привести к образованию царапин на поверхности экструдируемых деталей или каландруемых листов. Это покрытие состоит из накопившейся на границе раздела смазки, содержащей захваченные полимерные и твердые (пигментные) частицы. [c.48] Во втором случае избыток смазки приводит к снижению производительности в результате проскальзывания частиц относительно друг друга или относительно металлической поверхности на стадии плавления. При этом снижаются скорость плавления полимера и давление, реализуемое при проталкивании формуемой массы вращающимся шнеком в процессах экструзии и литья под давлением. [c.48] Снабдив экструдер соответствующими измерительными приборами, Иллмен [6] смог получить кривые, характерные для случаев избыточной и недостаточной смазки (рис. 2.7). [c.49] Другими важными факторами являются вид процесса и область температур и давлений, при которых расплав подвергается переработке. Эти факторы должны учитываться в связи с их возможным влиянием на пределы совместимости и скорость миграции смазки. [c.49] Вернуться к основной статье