Течение полимера в литьевой машине

Физико-химические процессы, протекающие при литье термопластов. Пластикация полимера в материальном цилиндре литьевой машины сопровождается переходом материала в вязкотекучее состояние. Гомогенизация расплава завершается при течении полимера с высокой скоростью через сопло, когда вследствие значительных сдвиговых напряжений темп-ра расплава дополнительно повышается. Одновременно в сопле происходит ориентация макромолекул и надмолекулярных образований, к-рая продолжается при течении расплава полимера в литьевой форме. При заполнении формы макромолекулы ориентируются в направлении движения потока материала, причем степень ориентации растет с увеличением сдвиговых напряжений, т. е. с увеличением давления литья, скорости заполнения формы и с уменьшением сечения полости формы. Ориентация сопровождается упрочнением материала в направлении ориентации, что, при соответствующей конструкции формы, позволяет получать изделия с повышенной прочностью тех частей, к-рые несут наибольшую нагрузку в процессе эксплуатации. [c.38]

Циклограмма работы литьевой машины приведена на рис, 1.7. Червяк движется вперед и заполняет форму расплавом, а затем удерживает расплав под высоким давлением в течение периода времени, который называется выдержкой под давлением. Обратный клапан, установленный на конце червяка, не позволяет полимеру вытекать из формы обратно в канал червяка. Во время выдержки под давлением в форму нагнетается дополнительное количество расплава, компенсирующее уменьшение объема, вызванное термической усадкой при охлаждении. Несколько позже впуск, представляющий собой узкий вход в форму, застывает, изолируя форму от пластикатора. По мере охлаждения и затвердевания расплава давление в форме снижается, однако необходимо следить за тем. [c.21]

При переработке термопластов литьем под давлением важную роль играет способность полимера к деструкции в процессе его нагревания и течения в литьевой машине и форме. Обычно процесс литья под давлением рассматривают как чисто физический процесс. Однако в процессе литья под давлением возможно протекание различных химических реакций, приводящих к разрыву цепей и изменению свойств термопласта при течении и в готовом изделии. [c.63]

После того как полость формы заполнится расплавом, давление в форме продолжают поддерживать на прежнем уровне для обеспечения уплотнения материала внутри формы ( подпитка расплавом) и компенсации термической усадки полимера, вызванной его охлаждением и затвердеванием. Подпитка быстро и ощутимо повышает давление в форме. При снятии прикладываемого извне давления (при возвратном движении червяка или поршня литьевой машины) происходит обратный ток расплава из полости формы до тех пор, пока полимер не затвердеет во впускном канале или пока не сработает обратный клапан. После прекращения утечки, если она имела место, происходит охлаждение полимера, сопровождающееся небольшой усадкой, вызванной локальными течениями. Когда полимер полностью затвердеет, форма раскрывается и [c.521]

Для снижения содержания влаги полимер сушат в течение 8 ч при 120 °С в конвекционном сушильном или вакуум-сушильном шкафу. Так как сухой полимер быстро адсорбирует влагу из воздуха, рекомендуется сохранять его в горячем состоянии до загрузки в обогреваемый питатель литьевой машины. Сухой поликарбонат, поступающий в герметичных вакуум-контейнерах, нагревают до 110 °С, прежде чем открыть крышку контейнера, во избежание адсорбции влаги при хранении и транспортировании. [c.216]

Эта операция осуществляется на литьевой машине и принципиально ничем не отличается от таковой при изготовлении трубчатых заготовок на экструзионном выдувном агрегате с отводом шнека, т. е. при периодическом накоплении расплава и последующем его выдавливании из цилиндра шнеком (см. раздел 6.1.1). При движении шнека к соплу впрыска литьевой машины создается высокое давление 80—160 МПа, поэтому вращение шнека прерывается, а для исключения обратного течения расплава по каналам нарезки на хвостовике шнека устанавливают клапан. Кроме того, при гомогенизации расплава по зонам цилиндра литьевой машины задается более высокая температура расплава, чем при получении заготовок экструзионным методом. Это необходимо для снижения потерь давления при впрыске расплава через литниковые каналы формы и сопла. При высокой вязкости расплава большая часть давления впрыска расходуется на преодоление сопротивления течения полимера в литниках, поэтому происходит медленное заполнение формы расплавом и возможно некачественное формование оболочки. [c.196]

Сэндвич-литье. Способ формования полимеров, называемый сэндвич-литьем, предусматривает использование двух литьевых машин для заполнения одной формы. Первая машина заполняет расплавом часть формы (обычно 1/10—1/5 часть), и сразу вслед за этим вторая литьевая машина впрыскивает расплав, содержащий порообразователь. При этом первый расплав образует поверхностный слой, покрывающий всю форму. Объясните механизм течения (выделив отдельные стадии процесса), позволяющий осуществить такой способ формования. (Подобный способ формования был использован для литья под давлением изделий, у которых поверхностный слой состоит из свежего полимера, а сердцевина — из вторичного сырья . ) [c.558]

Литье под давлением с предварит, сжатием расплава осуществляют на литьевой машине, сопловый блок к-рой снабжен краном. При закрытом кране производят сжатие расплава полимера в нагреват. цилиндре машины до давления литья. После открытия крана расплав под высоким давлением с большой скоростью заполняет полость литьевой формы и дополнительно нагревается за счет работы сил трення. Для предотвращения механодеструкции П.м. скорость течения расплава по литниковым каналам иногда ограничивают. Предварит, сжатие расплава позволяет в 1,5-2 раза уменьшить время заполнения формы и увеличить путь течения расплава до момента его застывания, что позволяет отливать длинномерные тонкостенные детали. [c.7]

В промышленных литьевых машинах (рис. 29) поршень должен развивать усилие в несколько тонн, поскольку расплавленный или полурасплавленный полимер создает большое сопротивление течению, а также в связи с необходимостью создания высоких скоростей продавливания полимера через различные каналы. Цилиндр и сопло должны иметь толстые стенки, поскольку рабочее давление в них очень велико. На цилиндре располагаются нагреватели, обеспечивающие нагрев полимера и поддержание заданной температуры. [c.132]

Полиамиды перед литьем подсушивают в термошкафу при 70—80 °С в течение 4—5 ч. Время пребывания полимера в материальном цилиндре должно быть ограничено, т. к. при нагревании выше 80 °С он окисляется. Расплавы полиамидов имеют очень низкую вязкость, что позволяет отливать из них изделия сложной конфигурации. Для предотвращения самопроизвольного вытекания расплава пз сопла литьевой машины оно снабжается запорным клапаном, открывающимся при определенном давлении впрыска. [c.39]

Результаты испытания ПФА и других полимеров на литьевой машине В8М-20 показали, что температурный интервал их переработки изменяется в зависимости от скорости деформации сдвига е, возникающей при течении по каналу (рис. 8). Максимальная температура на диаграммах соответствует температуре начала разложения, а минимальная — температуре, при которой еще возможно течение полимера. Из данных рис. 8 следует, что при течении расплава ПФА со скоростями сдвига, превышающими значение 3,5-10 уменьшается и без того узкий температурный интервал его переработки. Поэтому размеры сечения литниковых каналов и отверстий сопел должны быть такими, чтобы при течении расплава ПФА максимальная скорость деформации сдвига не превышала бы указанного значения. [c.315]

Поэтому переработка непластифицированного поливинилхлорида на поршневых машинах затруднена. Наилучшие результаты достигаются на червячных литьевых машинах, где удается обеспечить меньшую продолжительность пластикации полимера. На этих машинах непластифицированный поливинилхлорид удается перерабатывать при температурах расплава до 225 °С, т. е. литье осуществляется в области температур, соответствующей температуре течения, и при нормальных давлениях литья 2 . На рис. 1.40 представлена зависимость кривой разложения поливинилхлорида [c.68]

Движение поршня до начала течения полимера из сопла в литниковый канал формы отвечает участку ОА. В этот момент полимер имеет температуру, до которой он был нагрет в цилиндре литьевой машины. Точка А соответствует началу заполнения формы в течение времени, соответствующего отрезку АБ, полимер втекает в полость формы. Температура полимера несколько повышается при течении. [c.99]

На использованной механической литьевой машине скорость движения поршня приблизительно постоянна, что обусловлено специальной конструкцией привода, и от условий литья не зависит. Смешение, которое допускается пружинным буфером, незначительно по сравнению с участком хода поршня, в течение которого происходит впрыск полимера. Следовательно, объемная скорость течения постоянна, что характерно для условий течения, контролируемого машиной . [c.124]

Смеситель фирмы ПМС (США) автоматически загружает, перемешивает в течение 5 мин. и выгружает полимер и краситель в бункер литьевой машины. Производительность 2 т в час . Использование этого смесителя обеспечивает экономию труда, благодаря отсутствию многократной загрузки смолы и красителя, позволяет осуществлять быструю замену красителя . [c.45]

При увеличении термомеханического воздействия на материал температура расплава полимера повышается. Установлено, что в пределах рабочих характеристик одной и той же литьевой машины повышением скорости впрыска можно вызвать увеличение градиента скорости сдвига на несколько порядков больше, чем повышением частоты вращения червяка. Однако приращение температуры материала в результате существенного (в 20 раз), увеличения скорости сдвига не превышает 7 °С. Это объясняется тем, что время, в течение которого расплав подвергается деформации в процессе впрыска, незначительно. При повышении частоты вращения червяка от 30 до 70 мин [c.243]

Строгое определение понятия формуемости дать трудно. Обычно принято определять формуемость как некоторую общую характеристику, позволяющую судить о пригодности данного полимера для изготовления из него на данной литьевой мащине какого-либо конкретного изделия, качество которого должно удовлетворять определенным техническим требованиям. Из этого определения формуемости видно, насколько оно в действительности условно и как сильно оно может изменяться при переходе от одной машины к другой и от одного изделия к другому. Если исходить из того, что, как было показано выше, процесс заполнения формы при литье термопластов — это по существу процесс нестационарного неизотермического течения расплава, то можно утверждать, что формуемость полимера зависит от комплекса его реологических и теплофизических характеристик. [c.434]

Теоретический анализ литья под давлением включает все элементы анализа установившейся непрерывной пластицируюш,ей экструзии, а кроме того, осложняется анализом неустойчивого течения, обусловленного периодическим враш,ением червяка, на которое накладывается его осевое перемеш,ение. Для управления процессом литья под давлением важной является зона плавления в цилиндре пластикатора. Экспериментально показано, что механизм плавления полимера в цилиндре литьевой машины подобен пластикации в червячном экструдере [1 ]. На этом основана математическая модель процесса плавления в пластикаторе литьевой машины [2]. Расплав полимера скапливается в полости, образующейся в цилиндре перед червяком. Гомогенность расплава, полученного на этой стадии, влияет как на процесс заполнения формы, так и на качество изделий. В настоящем разделе рассматривается только процесс заполнения формы. Предполагается, что качество смешения и температура расплава остаются постоянными на протяжении всего цикла литья и не изменяются от цикла к циклу. [c.518]

При чистке цилиндра литьевой машины, когда материал выдавливается через сопло на воздух, отчетливо видно, как струя полимера закручивается спиралью и поток становится нерегулярным и пульсирующим. Течение такого типа может также возникать и при литье в форму. В обычных условиях наблюдать это явление трудно, однако Джнлмору и Спенсеру удалось сфотографировать такой поток. Согласно Рейнеру , нерегулярное течение может или вызываться рейнольд-совской или структурной турбулентностью, т. е. разрушением полимера. Насон > заметил, что экструзия при высоком давлении сопровождается возникновением шероховатой и волнистой поверхности изделий. Он считал, что это [c.46]

При переработке литьем, особенно непластифицированного поливинилхлорида, возникают трудности, связанные с разложением полимера, нагретого до температуры, отвечающей вязкотекучему состоянию. Вик и Кениг [483] описывают устранение этих трудностей путем литья при давлениях 1500 кГ1см и использования литьевой машины специальной конструкции с литьевыми каналами суживающегося сечения. При таком методе работы, по мнению автора, опасность разложения почти исключается, так как материал находится при температуре легкого течения очень короткое время. [c.385]

Моделирование процессов заполнения формы. Реакционно-ин-жекционное формование включает три основные стадии [235] смешение, заполнение формы и выдержку заполненной формы до достижения материалом жесткости, достаточной для раскрытия формы. Принципиальные особенности этого метода заключаются в следующем. Порция литьевого состава, необходимая для заполнения формы, не подготавливается в полном объеме перед началом впрыска. В течение всего процесса заполнения формы происходит смешение двух (или большего числа) низко-вязких реакционноспособных по отношению друг к другу жидкостей в смесительной головке литьевой машины и впрыск полученного состава в полость формы. При этом протекает реакция полимеризации (поликонденсации), приводящая к образованию полимера, чаще всего имеющего пространственно сшитую структуру. Для ускорения реакции компоненты реакционной смеси и стенки формы предварительно нагревают. Наиболее интенсивный рост вязкости обычно наблюдается на стадии отверждения, которая следует после окончания заполнения формы, поэтому перепад давления в форме обычно невелик. Однако возможно преждевременное гелеобразование реакционного состава, что приводит к недоливу , т. е. к неполному заполнению полости формы. [c.159]

Можно назвать но крайней мере два способа борьбы с неоднородностью изделий из кристаллических полимеров. Один из них — термостатирование прессформ на литьевых машинах температура прессформ должна быть всегда ниже данного полимера, чтобы средняя температура сечения изделия при его остывании в нрессформе была более или менее постоянна. Второй — тепловая нормализация литых изделий нри 200—220° С в течение 10—12 ч с последующим медленным охлаждением. При этом следует учитывать, что линейные размеры изделия уменьшатся. [c.50]

Бальман и др. провели подробные исследования заполнения формы полистиролом и полиэтиленом. Эксперименты производились на двух литьевых машинах с формами различной геометрии, чго дало возможность широко изменять переменные, определяющие условия протекания изучаемого процесса. На основании полученных результатов они пришли к выводу, что экспоненциальная зависимость [уравнение (13-13)] имеет характер общей закономерности процесса заполнения формы под давлением. Однако необходимо заметить, что параметры Ио и Р еще не определяют формуемость полимера, поскольку сами они зависят от переменных, характеризующих условия процесса формования, и от конструкции формы. Вполне очевидно, что для полного обоснования процесса литья под давлением необходим теоретический анализ процесса неизотермического неуста-новившегося течения при этом следует совместно рассматривать уравнение энергии и уравнение движения (см. главу 2), [c.385]

Размер червяка устанавливается в соответствии с текучестью полимера и требуемой пластикационной способностью. Материалы с низкой текучестью перерабатывают при давлении 1200 кгс1см [8]. Идеальный прогрев массы, достигаемый благодаря турбулентному течению, обеспечивает низкую вязкость расплава. Поэтому одночервячные машины позволяют осуществлять литье под давлением при более низких давлениях, чем поршневые литьевые машины, что способствует уменьшению внутренних напряжений в изделиях. На одночервячной машине - 90% давления литья переносится с червяка непосредственно на массу, подаваемую в форму, тогда как на поршневой эта цифра не превышает 50%, главным образом из-за противодавления литьевой композиции. [c.256]

После окончания работы на литьевой машине следует отключить обогрев п выдавить из цилиндра находящийся в нем материал. Внутренние напряжения, возникающие в некоторых случаях при литье полиарилатов, р.югут быть сняты дополнительным прогревом полимера в термошкафу или в кремнийорганической жидкости № 5 ири 120—140° С в течение 2—4 ч с последующим медленным охлаждением. [c.303]

При литье под давлением общепринято устанавливать дополнительные диспергирующие приспособления в сопле литьевой машины. Указанные сопла различаются по своей конструкции, но все они предназначены для повышения турбулентности потока и, таким образом, улучшения дисперсности распределения красителя в массе полимера. Многие из этих приспособлений способствовали получению хорошей дисперсии красителей при окраске полистирола и полиэтилена, но оказались гораздо менее эффективными для полипропилена. Предыдущее рассуждение о характеристике текучести полипропилена позволяет легко понять, в чем здесь причина. Резкое изменение вязкости полипропилена с повыщением температуры при нагревании полимера в литьевой машине приводит к тому, что та часть материала, которая находится вблизи стенок и, следовательно, нагревается раньше, становится жидкой и легко двиу < тся через цилиндр без перемешивания или турбулентности. Чувствительность вязкости к скорости сдвига усиливает эту тенденцию. Та часть материала, которая расплавилась раньше, также подвергается большему сдвигу, а материал, находящийся дальше от стенок, не имеет тенденции смешиваться с материалом, находящимся вблизи стенок. Такая картина течения является довольно устойчивой даже в сложных и изогнутых проходах различных диспергирующих приспособлений литьевой машины. [c.111]

При чистке цилиндра литьевой машины, когда полимер выдавливается через сопло на воздух, иногда можно наблюдать, как струя расплава термопласта закручивается спиралью, а поток становится нерегулярным и пульсирующим. Течение такого типа может также возникать и при литье в форму, если впуск литника имеет небольшие размеры. При обычных размерах литника наблюдать это явление трудно, однако Джилмору и Спенсеру удалось [c.51]

Температурная область вязкотекучего состояния термопластов ограничена, с одной стороны, температурой текучести, а с другой — температурой начала разложения. Температура текучести мо-нсет быть определена по термомеханической кривой а температура разложения — при помощи методов, основанных на определении газовыделения или изменения массы полимера при нагревании 2 . Однако условия испытаний при использовании этих методов отличаются от условий формования полимера при литье под давлением. Большой интерес представляло бы нахождение путей для определения температурного интервала течения полимера в условиях, характерных для литья под давлением. Оказалось, что для определения температурного интервала переработки полимеров при литье под давлением можно использовать непосредственно литьевую машину [c.259]

Сухое окрашивание. Сущность метода заключается в том, что бесцветные гранулы полимера смешиваются с пигментом, вернее опудриваются им во вращающемся смесителе типа пьяная бочка , цилиндрических смесителях с мешалкой или без нее, конических смесителях с последующим оформлением в изделия. Во избежание прилипания пигмента к стенкам и загрязнения его смесители должны изготовляться из нержавеющей стали или фарфора. Прилипание пигмента к гранулам начинается уже в первые 5—10 мин. При длительном смешении может происходить агломерация пигмента, что ухудшает его распределение в полимере. Это же явление наблюдается при больших скоростях вращения смесителей. Наилучшие результаты дает смешение при скбрости вращения 35—50 об/жин при загрузке смесителя на 30—40%. Для улучшения адгезии пигмента к гранулам рекомендуется применять вспомогательные вещества октол, представляющий собой раствор низкомолекулярного полиизобутилена в бутилацетате раствор бутилстеарата в бу-тилацетате минеральные масла (например, вазелин) и др. Вспомогательное вещество в количестве 0,1—0,2% подаетсн в смеситель с гранулами полимера смешение ведется в течение 5—10 мин, после чего загружается пигмент, и смешение ведется еще в течение 10 мин. Избыток вспомогательного вещества может привести к агломерации пигмента. Переработка окрашенных таким образом гранул методом экструзии протекает успешно только при использовании достаточно длинного червяка, а литьем под давлением — на литьевых машинах с предпластикацией или на машинах, снабженных специальными решетками. Метод сухого окрашивания является наиболее простым и удобным, позволяет получать более широкую гамму расцветок при использовании несложного оборудования, дает возможность окрашивать гранулят небольшими партиями и может быть рекомендован для полиолефинов. [c.190]

Для получения сочных ярких окрасок достаточно ввести в полимер 0,1-0,5% красящего вещества. При окраске полиамидов 68 и АК 80/20 в полимер вводится 0,1% красителя. Термостойкость красителей определяется выдержкой окрашиваемого материала в литьевой машине при 250-260 в течение 10-15 мин. Стойкость окраски к действию света и погоды устанавливается по ГОСТ 11038-64 по Босьмибалльной синей шерстяной шкале. Из испытанных 61-ой марки орпанических пигментов, лаков, дисперсных и жирорастворимых красителей, капрозолей рекомендован ассортимент 23 марок красите лей . [c.22]

Выбор марок полимеров и композиций на их основе для литья под давлением во многом определяется вязкостью чрезмерно высокая вязкость не только приводит к плохому заполнению форм, но и может быть причиной подгорания материала. Литье изделий из термопластов проводят при сравнительно больших давлениях и, как правило, при высоких температурах. Поэтому знание ПТР часто недостаточно для оценки пригодности материала к переработке. Полезной оказывается оценка текучести материала на литьевых машинах, которую обычно проводят с помощью форм, имеющих калиброванные спиральные каналы. При этом определяют длину пути течения , т. е. длину спиральной отливки и, которую можно обеспечить при инжекции (впрыске) различных материалов или одного и того же материала на различных литьевых машинах при сопоставимых условиях. Ниже в качестве примера приведены данные, позволяющие сопоставить значения ПТР и длины пути течения /с, определенные в форме со спиралью толщиной 2 мм, имеющей трапецеидальное сечение, при давлении впрыска 75 МПа и температуре в цилиндре пластикатора 250 °С для пяти образцов ПЭВП различных марок [c.238]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология