ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сварка и склеивание изделий из СВМПЭ из "Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности" Изделия из СВМПЭ нельзя сваривать такими же методами, какие применяются для сварки традиционных термопластов и стандартного ПЭНД, так как СВД ПЭ при нагревании не переходит в вязкотекучее состояние. [c.60] В процессе сварки стандартный ПЭНД при нагревании переходит в вязкотекучее состояние, при этом вязкость подвижного расплава составляет 10 —10 Па - с. В зоне свариваемых поверхностей происходит взаимная диффузия макромолекул, чем и обеспечивается при небольшом прижиме физический контакт и в конечном счете — прочный сварной шов. Физический контакт имеет место в том случае, когда макромолекулы сближаются на расстояния порядка размеров кристаллических решеток (0,4—0,5 нм). В этом случае при охлаждении полимера ниже температуры плавления появляется возможность образования непрерывной кристаллической решетки по всей площади поверхности контакта. [c.60] Иначе обстоит дело со СВМПЭ. Вязкость расплава СВМПЭ в высокоэластическом состоянии имеет порядок 10 —10 Па-с, поэтому взаимная диффузия макромолекул происходит с очень низкой скоростью. Для создания прочного шва необходимо обеспечить очень тесный контакт расплавленных слоев полимера. Это J o тFгqeтGя повышением давления выше предела текучести. Таким абразом, детали из СВМПЭ можно сваривать при нагревании под давлением. [c.60] Для расчетов можно принять Стс = Зот по аналогии с алюминием. [c.61] Известно, что предел текучести полимерных материалов, а также их модуль упругости при растяжении Е существенно зависят от температуры. На рнс. 34 приведены зависимости о, и Е для СВМПЭ от температуры. При температуре плавления СВМПЭ 135—140 °С От имеет значение 2—2,5 МПа, а Е AS 1 МПа. Для этого случая прижимное усилие должно иметь значение порядка 5—7 МПа. [c.61] Таким образом, сварку изделий из СВМПЭ следует проводить в прессе под давлением 5—7 МПа и при нагревании места шва до 140—150 °С [66]. [c.61] Для сварки плит размером 1 ООО X 500 X 35 мм обычно используется установка (рис. 35), в которой давление на стыке очень прочно закрепленных плит осуществляется за счет их расширения. Основанием установки является металлическая рама /, на которой укреплены ограничители 2. Между ними укладывают впритык свариваемые плиты 5 и закрепляют их сверху в четырех местах и с боков в двух местах болтами 7. По бокам плит укладывают металлические пластины. Таким образом, место сварки оказывается неподвижно закрепленным по всему периметру. Обогрев места сварки осуществляется верхним и нижним обогревателями 3. К месту стыка плит примыкает узкая полоса металла 4, которая обогревается спиралями, рассчитанными на мощность 800 Вт. Спирали по бокам должны быть ограничены фторопластовыми прокладками и заключены в металлическую обойму В прокладках имеются круглые отверстия для хромель-копелевых термопар. Необходимо, чтобы стык свариваемых плит находился строго на середине металлической полосы нижнего нагревателя. Верхний нагреватель плотно прижимается к месту сварки винтом 6. [c.61] Тепловое напряжение в нашем случае (см. рис. 34) для СВМПЭ составляет 3,24 МПа, что достаточно близко к давлению сварки, подсчитанному по уравнению. [c.62] Молекулы ПЭНД, в том числе и СВМПЭ, практически не имеют полярных или реакционных групп. С этим связаны низкие адгезионные свойства ПЭНД. Для повышения адгезионных свойств ПЭНД пользуются рядом способов активации его поверхности, пригодных и к СВМПЭ. Известны методы обработки поверхности полиэтилена газообразным хлором, озоном, хромовой смесью и другими окисляющими агентами [68, с. 450], пламенем газовой горелки [69]. [c.62] Обработка поверхности СВМПЭ хромовой смесью [70]. Хромовую смесь готовят растворением в 1 л воды 40 г бнхромата калия и 100 г серной кислоты плотностью 1,82 г/см . Затем получают пасту, смешивая 91 ч. (масс.) хромовой смеси с 9 ч. (масс.) аэросила-175. Поверхность полиэтилена обрабатывают пастой при 20—22 °С в течение 15 мин, после чего промывают водой и высушивают при 60 °С в течение 1 ч. Рекомендуется дополнительно обрабатывать поверхность 50%-ным раствором -аминопропилтриэтоксиснлаиа (АГМ-9) в толуоле. [c.62] Химические методы активации поверхности трудоемки, связаны с применением вредных веществ п поэтому не нашли широкого распространения. [c.62] Гораздо чаще для активации поверхности полиэтилена применяют физические методы. Так, широко используется активация полиэтиленовых пленок коронным разрядом [71] или радиационной обработкой на кобальтовой установке РХ-у-ЗО различными дозамн излучения [72]. Оба эти метода пригодны для активации поверхности СВМПЭ. [c.62] Лента из СВМПЭ, подлежащая активации, сматывается с бобины 1, проходит через ионизационную камеру 3 между электродами 4 и наматывается на бобину 6. Электроды и узел перемотки лент находятся в вакуум-камере 7, в которой вакуум-насосом 14 создается разрежение (остаточное давление 13—27 Па). На электроды подается ток промышленной частоты напряжением 1 100 В. Время обработки материала можно регулировать, меняя скорость прохождения ленты между электродами. При силе тока 0,29—0,30 А это время составляет 20—30 с. [c.63] Обработка тлеющим разрядом в вакууме приводит к появлению на поверхности СВМПЭ полярных групп — С-0 при проникновении излучения на глубину 1 —1,5 мкм. [c.63] Вернуться к основной статье