Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Технология переработки пластмасс в изделия

Технология переработки пластмасс в изделия

Пластмассы перерабатывают в изделия различными способами: литьем (под давлением и свободное) (ЛИТЬ), прессованием (ПРЕСС) (компрессионное и литьевое), экструзией (непрерывное выдавливание), сваркой, вакуумным формованием (ВАКУУМ-ФОРМА), обработкой резанием (РЕЗАНИЕ). Выбор способа переработки пластмасс зависит от физико-механических, диэлектрических и других свойств изделий.

Литье под давлением – высокопроизводительный технологический процесс для получения изделий из термопластичных пластмасс. Литье производится на литьевых машинах – термо-пластавтоматах. Гранулы материала в рабочем цилиндре нагреваются до вязкотекучего состояния, прессующий поршень под давлением до 250 МПа подает материал в пресс-форму, после охлаждения готовое изделие удаляется из пресс-формы. Литье под давлением позволяет получать изделия сложной формы при автоматизации процесса.

Свободное литье состоит в заполнении формы без давления термопластами, обладающими высокой жидкотекучестью. Применяют для получения листового органического стекла и др.

Компрессионное прессование – распространенный способ переработки в изделия термореактивных пластмасс. Пресс-материал (таблетки, зерна, порошок) загружается в раскрытую полость пресс-формы, при одновременном нагреве и давлении переходит в вязкотекучее состояние, заполняет полость формы; определенное время выдерживается под давлением для полимеризации, затем готовое изделие извлекается. Компресионное прессование используют для получения изделий простой конфигурации.

Литьевое прессование отличается от компрессионного тем, что пресс-материал переводится в вязкотекучее состояние в загрузочной камере, соединенной с полостью пресс-формы литниковым каналом. Пуансон под давлением до 200 МПа подает материал в полость пресс-формы, где и происходит формование изделия.

Литьевое прессование позволяет получать изделия с различной толщиной стенок с малыми деформациями и внутренними напряжениями при сокращении цикла формования.

Экструзия (непрерывное выдавливание) – способ получения из термопластов и реактопластов изделий одинакового поперечного сечения (трубы, полосы, стержни), пленок и нанесения защитных оболочек на электрические кабели. Пресс-порошок подается из бункера в рабочий цилиндр, где шнеком перемещается в зону нагрева, затем пластифицированный материал выдавливается через мундштук, отверстие которого соответствует требуемому сечению изделия.

При вакуумном формовании получают изделия сложной пространственной формы из листовых заготовок, нагретых предварительно до высокоэластичного состояния. Нагретая листовая заготовка под действием разрежения формуется до соприкосновения с жесткой формой. При этом происходит уменьшение толщины заготовки.

При сварке пластмасс получают неразъемные соединения: происходит взаимная диффузия молекул, соприкасающихся поверхностей или химическая реакция. Пластмассы сваривают с использованием теплоносителей (нагретых газа, инструмента, присадочного материала), токов высокой частоты, трения, ультразвука, инфракрасного излучения.

Обработка пластмасс резанием используется как для отделочных операций после формования, так и в качестве самостоятельного способа изготовления различных изделий. Обработку резанием проводят на обычном металлообрабатывающем и деревообрабатывающем оборудовании. Распространенными видами обработки являются точение, фрезерование, сверление, шлифование, резьбонарезание, полирование.

Технология переработки пластиковых отходов

Вторичная переработка пластика

Степень самосознания общества можно косвенно определить по способу его обращения с отходами. Развитие цивилизации прослеживается не только в уровне технологии, облегчающей жизнь, но и в тех последствиях, которые она оказывает на окружающий мир. В эпоху повсеместного использования полимерных материалов умение правильно утилизировать и перерабатывать пластиковые отходы является важным показателем общего состояния культуры человечества.

Главные причины, по которым переработка пластика для его повторного использования набирает все большую популярность, следующие:

  • длительное время распада синтетических полимеров в условиях природы (от 100 до 500 лет);
  • сложный, неоднородный состав полимерных отходов и малоизученность их воздействия на окружающую среду при длительном пребывании в условиях природы.

Традиционной технологией утилизации пластмасс является их накопление на полигонах отходов. Но, учитывая длительность периода распада материала и ограниченную вместимость полигонов, актуальным вопросом на сегодняшний день является внедрение и распространение технологии переработки пластика для его вторичного использования.

Стимулом для этого является относительно высокая сырьевая ценность отработанных пластмасс, позволяющая превратить процесс переработки отходов в прибыльный вид бизнеса. В целях повышения рентабельности производственного процесса технология переработки полимерных отходов постоянно совершенствуется, становясь все более безопасной и экологичной.

Контейнеры для платиковых отходов

Современные методы переработки отходов пластика

Цели, которые преследуются развитием технологии вторичной переработки отходов полимерных материалов, следующие:

  • максимальное сокращение вывоза пластика на полигоны;
  • снижение засорения пластиком окружающей среды;
  • удешевление различных производственных процессов за счет использования пластика вторичной переработки;
  • поиск новых сфер использования вторичного пластика (например – в качестве топлива, строительных материалов).

Сегодня в мировой практике вторичная переработка пластиков осуществляется различными способами. Наиболее распространенными являются 5 методов обращения с полимерными отходами.

Механический способ (рециклинг)

Суть метода состоит в механическом дроблении пластиковых отходов с целью их дальнейшего повторного термического формования. Это самый простой и наиболее часто используемый метод утилизации отходов за рубежом. Технологический процесс состоит из нескольких стадий.

Пластиковые отходы подвергаются сортировке по виду, состоянию, загрязненности. Отсортированный материал проходит предварительное дробление, после чего заново сортируется, промывается и высушивается. Подготовленное сырье обрабатывается в термических установках до момента образования расплава однородной консистенции.

Читайте так же:
Устройство варочной газовой панели

Расплавленный материал подается в экструдер для формования вторичной продукции либо промежуточных гранул, которые затем используются как сырье для нового производства. Механический рециклинг широко применяется для производства полимерных волокон, пластиковой тары и упаковочной продукции.

Основное оборудование для переработки пластиков механическим способом включает в себя дробилки, пеллетайзеры (грануляционные установки) и устройства для агломерации вторичных пластмасс. Кроме этого в состав линии рециклинга могут входить системы замачивания и очистки (центрифуги, ванны), системы автоматизации (подача сырья шнеками, дозаторы), бункера, подъемно-транспортное оборудование.

Главной сложностью этого метода является необходимость в предварительной сортировке, разделении и чистке пластиковых отходов. В некоторых случаях тщательную очистку выполнить не представляется возможным (например, при длительном накоплении отработанных пластмасс на свалках).

Механическая переработка пластика

Метод гидролиза

Метод заключается в расщеплении отходов полимерных материалов водно-кислотными растворами под воздействием высокой температуры. Технология не нова и имеет множество разновидностей, разработанных еще во времена Советского Союза.

Основной процесс гидролиза производится в специальном вакуумном реакторе, куда подается измельченное сырье, очищенное от примесей. Как правило, дробление пластиковых отходов производится в несколько стадий, в результате чего образуются частицы размером в несколько десятков микрон.

Метод гидролиза считается достаточно энергоемким вследствие значительного потребления воды и большой продолжительности производственного процесса. Однако, в случае организации масштабной переработки отходов все затраты на энергоресурсы окупаются. Достоинством метода также являются невысокие требования к очистке и сортировке отходов пластика.

Сырье пластика

Метод гликолиза

Гликолиз является разновидностью метода гидролиза, а главными его особенностями является применение гликоля в процессе деполимеризации и наличие повышенных рабочих температур (до 300 градусов). Для сокращения времени химических реакций применяются различные катализаторы, которые также оказывают влияние на характеристики получаемого продукта.

К достоинствам метода относятся низкие требования к предварительной обработке отходов (очистка, сортировка пластмасс) и практически полная безотходность производства. Однако технологические особенности данного метода не позволяют использовать его для дальнейшего производства пищевого пластика.

Метанолиз

Способ подразумевает расщепление отходов пластика метанолом. Процесс протекает в реакторе под давлением в условиях высоких температур. Метод метанолиза относится к процессам повышенной взрывной и химической опасности, вследствие чего применяется в основном в узкоспециализированных циклах производства полиэфиров. Метанолиз требует тщательной подготовки сырья, а также является затратным с точки зрения потребления энергоресурсов.

Сбор отходов из пластика

Пиролиз

Пиролизом называется метод термической деструкции пластиковых отходов при отсутствии доступа воздуха. В результате данного процесса сырьевой материал деполимеризуется (разлагается на мономеры). Для обеспечения протекания реакции не требуется предварительная очистка и сортировка отходов.

Основное оборудование для переработки пластиковых отходов методом пиролиза – это установка термической деструкции или реактор, а сам технологический процесс переработки состоит из следующих стадий:

  • подготовка и загрузка сырья в установку реактора;
  • плавный нагрев до рабочей температуры (500 градусов) и повышение давления в реакторе;
  • непосредственно пиролиз или разложение сырья на мономеры;
  • выделяемый в результате реакции газ используется в качестве дополнительного топлива и поступает в горелку пиролизной установки;
  • контроль рабочих температур осуществляется системами радиаторов в автоматическом режиме.

Технология пиролиза, являясь одним из самых перспективных методов обращения с отходами пластика, постоянно совершенствуется и находит эффективное внедрение в отечественной и зарубежной практике. Термическая деструкция соответствует всем современным санитарно-гигиеническим и экологическим нормам.

Помимо расщепления пластика пиролизные установки могут перерабатывать и другие органические отходы. Одним из продуктов пиролиза является топливный газ, реализация которого может являться источником дополнительного дохода.

Обзор переработки пластмасс 2021

Инвестирую в готовый бизнес.Переработка пластика.Обзор проекта Экоинвест.Потребительский кооператив. (Декабрь 2021).

Рециклинг пластмассы относится к процессу извлечения отходов или металлолома и переработке материалов в функциональные и полезные продукты, иногда в совершенно ином виде по сравнению с их предыдущим состоянием. Целью переработки пластмасс является снижение высоких показателей пластического загрязнения, при этом меньшее давление на первичные материалы для производства новых пластмассовых изделий, сохранение энергии и предотвращение попадания пластмасс в океаны.

Рециркуляция является одним из наиболее эффективных вариантов управления отходами, которые у нас есть.

Потребность в переработке пластмасс

Пластмассы — это прочные, легкие и недорогие материалы, которые легко могут быть сформованы в различные продукты, которые находят применение в широком ассортименте приложений. В результате за последние несколько десятилетий производство и использование пластмасс возросло. Каждый год более 100 миллионов тонн пластмасс производится по всему миру. Около 200 миллиардов фунтов нового пластикового материала термоформованы, вспенены, ламинированы и экструдированы в миллионы упаковок и продуктов. Следовательно, необходимость повторного использования, восстановления и утилизации пластмасс приобретает огромное значение. Текущая всемирная индустрия переработки пластмасс имеет огромный масштаб. В нем представлены как возможности, так и проблемы.

Какие пластмассы пригодны для повторного использования?

Существует шесть распространенных видов пластмасс. Ниже приведены некоторые типичные продукты, которые вы найдете для каждого из пластиков:

Читайте так же:
Резцы из напильников своими руками

PS (полистирол) — Пример: чашки для пенных горячих напитков, пластиковые столовые приборы, контейнеры и йогурт.

PP (полипропилен ). Пример: обеденные коробки, контейнеры для вывоза продуктов, контейнеры для мороженого.

ПЭНП ( полиэтилен низкой плотности ) — Пример: мусорные контейнеры и мешки.

ПВХ (пластифицированный поливинилхлорид или поливинилхлорид) — Пример: сердечные, соковые или сжимающие бутылки.

HDPE (полиэтилен высокой плотности) — Пример: контейнеры для шампуня или бутылки с молоком.

ПЭТ (полиэтилентерефталат) — Пример: бутылки с фруктовым соком и безалкогольными напитками.

В настоящее время только продукты из ПЭТ, ПЭВД и ПВХ-пластика перерабатываются в рамках программ утилизации отходов. Таким образом, PS, PP и LDPE не перерабатываются, потому что эти пластмассовые материалы застревают в сортировочном оборудовании на объектах переработки, что приводит к его разрыву или остановке. Крышки и крышки бутылок также не могут быть переработаны. «Переработать или не перерабатывать» — это большой вопрос, когда речь заходит о переработке пластмасс. Некоторые виды пластика не перерабатываются, потому что это экономически невозможно.

Какие продукты изготовлены из переработанного пластика?

Широкий ассортимент товаров может быть изготовлен из переработанных пластмасс. Некоторые статьи включают пластиковые бутылки, сумки-носители и полиэтиленовые вкладыши. Другие примеры включают в себя заполнение волокон для спальных мешков и пуховых одеял, различные офисные принадлежности, воздуховоды и напольные покрытия, дренажные трубы, влагонепроницаемую мембрану, флисы, поддоны для семян, водяные окурки, садовые ящики, компостные бункеры, ограждения, садовую мебель и настил.Список является исчерпывающим.

Некоторые быстрые факты

  • Каждый час американцы используют 2. 5 миллионов пластиковых бутылок, большинство из которых выбрасываются.
  • Каждый год достаточно пластмассы выбрасываются, чтобы окружить мир четыре раза.
  • Каждый год американцы выбрасывают около 25 000 000 000 чашек кофе из пенополистирола.
  • Согласно докладу ACC и APR, около 30. 9 процентов пластиковых бутылок перерабатываются.
  • В настоящее время 25% пластмассовых отходов перерабатываются в Европе.
  • Переработка пластмассы на 88 процентов меньше энергии, чем производство пластмасс из нового сырья.
  • В настоящее время около 50 процентов пластмасс, которые мы используем, выбрасываются сразу после одного использования.
  • Пластмассы составляют 10 процентов от общего объема производства глобальных отходов.
  • Пластмассы берут от 500 до 1000 лет, чтобы разлагаться.
  • Пластмассы, которые попадают в океаны, разбиваются на мелкие кусочки, и каждый год около 100 000 морских млекопитающих и один миллион морских птиц убивают, употребляя эти маленькие кусочки пластмасс.
  • Энергия, спасенная от переработки только одной пластиковой бутылки, может потреблять 100 Вт лампочку в течение почти часа.
  • В настоящее время только Китай импортирует около 56 процентов отходов пластмасс, произведенных во всем мире.

Процесс переработки пластика

Самый простой процесс переработки пластика включает сбор, сортировку, измельчение, промывку, плавление и гранулирование. Фактически, фактические процессы варьируются в зависимости от пластиковой смолы или типа пластикового продукта.

Большинство установок по переработке пластмасс используют следующий двухэтапный процесс:

Шаг первый: Сортировка пластмасс автоматически или с ручным сортированием, чтобы убедиться, что все загрязняющие вещества удалены из потока пластиковых отходов.

Шаг второй: Плавление пластмасс непосредственно в новую форму или измельчение в хлопья, затем плавление перед окончательной обработкой в ​​грануляты.

Настройка бизнеса по переработке пластмасс

Создание бизнеса по переработке пластмасс включает шаги, общие для создания других операций по рециркуляции. Некоторые из этих типичных задач включают в себя проведение маркетинговых исследований и выявление возможностей, подготовку полного бизнес-плана, подачу заявки на получение коммерческой лицензии и необходимых разрешений, составление плана сбора пластиковых отходов, поиск места для установки или установки для рециркуляции, найм персонала, и покупка оборудования для переработки. Такие машины включают в себя автоматические сортировочные машины, экструдеры, шайбы, измельчители, пресс-подборщики, дробилки и солнечные сушилки,

В рамках тщательной проверки возможностей для бизнеса по переработке пластмасс важно понимать, что из-за низкой плотности и стоимости, в сочетании с несколькими техническими проблемами, возможность, связанная с бизнесом по переработке пластмасс, зачастую менее выгодна, чем бизнес по переработке металлолома.

Ассоциации по переработке пластмасс

Ассоциации промышленности по переработке пластмасс — это органы, ответственные за продвижение переработки пластмасс, что позволяет членам создавать и поддерживать отношения между пластиковыми рециклистами и лоббировать с правительствами и другими организациями, чтобы помочь создать наилучшие условия для переработка пластмасс.

Ассоциация пластических рециклистов (APR): APR представляет собой международную отрасль переработки пластмасс. Он представляет своих членов, которые включают компании по переработке пластмасс всех размеров, компании по производству потребительских пластмасс, производители оборудования для переработки пластика, испытательные лаборатории и организации, которые привержены продвижению и успеху переработки пластмасс. APR предлагает несколько образовательных программ для обновления своих членов о новейших технологиях и технологиях переработки пластика. Он работает над повышением качества и увеличением поставок переработанных продуктов за счет технических ресурсов, корпоративного обучения, дизайнерских решений и программ тестирования.

Читайте так же:
Металлы с которыми медь образует сплавы

Переработка пластмасс Европа (PRE): Основанная в 1996 году, PRE представляет собой пластиковые переработчики в Европе. В настоящее время в нем работает более 115 членов со всей Европы. В первый год создания члены PRE переработали всего 200 000 тонн пластиковых отходов, однако сейчас общая сумма превышает 2,5 млн. Тонн. PRE организует выставки по переработке пластмасс и ежегодные совещания, чтобы позволить своим членам обсуждать последние события и проблемы в отрасли.

Институт переработки металлолома (ISRI): ISRI представляет более 1600 малых и крупных многонациональных компаний, включая производителей, переработчиков, брокеров и промышленных потребителей самых разных видов лома. Ассоциированные члены этой ассоциации в Вашингтоне, округ Колумбия, включают оборудование и ключевые поставщики услуг в отрасль переработки отходов.

Последние достижения в области переработки пластмасс

Текущие инновации в технологиях рециклинга сделали процесс переработки пластмасс более простым и экономичным. Такие технологии включают надежные детекторы и сложное программное обеспечение для принятия решений и распознавания, которые в совокупности повышают производительность и точность автоматической сортировки пластмасс. Например, детектор FT-NIR может работать до 8 000 часов между отказами в детекторах.

Еще одно примечательное нововведение в области переработки пластмасс заключалось в поиске более эффективных применений для рециклированных полимеров в процессах рециркуляции в замкнутом контуре, которые могут непосредственно заменять цельные полимеры. С 2005 года, например, ПЭТ-листы для термоформования в Великобритании могут содержать от 50 до 70 процентов переработанного ПЭТ с использованием листов слоя A / B / A.

В последнее время некоторые страны ЕС, включая Германию, Испанию, Италию, Норвегию и Австрию, начали собирать жесткую упаковку, такую ​​как горшки, ванны и поддоны, а также ограниченное количество гибкой упаковки после потребителя, например, обертки и пленки, кроме того к коллекции пластиковых бутылочных потоков. Из-за недавних улучшений в технологиях стирки и сортировки стало возможным использование этой бутылочной упаковки без бутылки.

Вызовы для промышленности по переработке пластмасс

Переработка пластмасс сталкивается со многими проблемами, начиная от смешанных пластмасс и заканчивая трудноизвлекаемыми остатками. Экономически эффективная и эффективная рециркуляция смешанного пластикового потока, пожалуй, самая большая проблема, с которой сталкивается отрасль переработки.Эксперты считают, что проектирование пластиковой упаковки и других пластмассовых изделий с переработкой в ​​виду может сыграть значительную роль в решении этой проблемы.

Еще одна серьезная проблема с переработкой пластмасс заключается в том, что на этапах сбора и сортировки утилизации гибкой упаковки это становится очень проблематичным. Экономически менее экономично инвестировать в необходимые средства сбора и сортировки пластиковых пакетов и пленок. Большинство объектов по восстановлению материалов и местных органов власти не активно собирают гибкую упаковку после потребителя из-за недостатков оборудования, которые могут эффективно и легко их разделить. Потребительские отходы, полученные после потребления, проявляют очень низкое отношение площади поверхности к загрязнению и, следовательно, требуют интенсивного лечения.

Важнейшей задачей для отрасли является то, что только от 30 до 40 процентов металлолома восстанавливается для повторного использования или переработки. Пластическая промышленность продолжает повышать осведомленность и предпринимает различные информационно-пропагандистские программы, чтобы попытаться улучшить восстановление.

Законы о переработке пластмасс

Утилизация пластиковых бутылок стала обязательной в нескольких штатах США, включая Калифорнию, Коннектикут, Массачусетс, Нью-Джерси, Северную Каролину, Пенсильвания и Висконсин. Пожалуйста, следуйте соответствующим ссылкам, чтобы найти подробные законы о переработке пластмасс в каждом штате.

Заключительная записка

Утилизация имеет решающее значение для эффективного управления пластмассой с истекшим сроком годности. Увеличение ставок рециркуляции стало следствием повышения осведомленности общественности и повышения эффективности операций по рециркуляции. Ожидается, что тенденции продолжатся, но продолжение инвестиций в исследования и разработки будет иметь основополагающее значение для преодоления технических проблем.

Утилизация более широкого ассортимента пластмассовых изделий и упаковки после потребителя также позволит отрасли рециркуляции увеличить общие коэффициенты рециркуляции и отвлечь от переработки многолетние пластиковые отходы. Чтобы улучшить экологические характеристики полимерной промышленности, важно увеличить использование и спецификацию вторичных сортов в качестве замены для первичных пластмасс.

Введение в переработку пластмасс

Введение в переработку пластмасс

В этой статье представлен вопрос о переработке пластмасс и рассматривается важность отрасли переработки пластмасс.

Как удалить постоянный маркер из твердых пластмасс

Как удалить постоянный маркер из твердых пластмасс

Вот простой трюк для удаления постоянного маркера с жесткого продажи пластиковых ярд, как хранилища и обеденные коробки.

Тенденции в области переработки и переработки пива и вина

Тенденции в области переработки и переработки пива и вина

Подходы к повторному использованию и переработке бочонков для пива и вина продолжают развиваются как такие проблемы, как металлическая кража и изменение стоимости ландшафта.

Способы переработки пластмасс в изделия

В настоящее время экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической. Одной из наиболее серьёзных экологических проблем, стоящих перед многими промышленно – развитыми странами, является загрязнение окружающей среды бытовыми и промышленными отходами, которые обладают такими нежелательными свойствами, как токсичность, концерагенность, мутагенность, реакционная способность и пожароопасность.

Читайте так же:
Принцип работы пескоструйного пистолета

Твердо-бытовые отходы содержат 40 % бумажных и картонных отходов; 25 % пищевых отходов; 15 % полимерных отходов; 5 % металлов; 5 % отходов стекла; 5 % текстиля, и 5 % составляют другие отходы [5].

Среди полимерных отходов лидирующие позиции удерживает полиэтилентерефталат (ПЭТ), т.к. его содержание в общей массе полимерных отходов составляет 25 %; 15 % занимает полиэтилен высокой плотности, 15 % полиэтилен низкой плотности, 12,5 % полипропилен; 6,3 % полистирол, 5 % поливинилхлорида, и 21,2 % составляют другие полимеры. Возникает проблема утилизации отходов. Одно из направлений – создание композиционных материалов на основе вторичных полимеров [6].

Полимерные композиционные материалы – материалы на основе полимеров и наполнителей неорганической и органической природы. Получение таких материалов имеет принципиальное значение: оно позволяет значительно расширить круг полимерных материалов и разнообразие их свойств уже на основе созданных и выпускаемых промышленностью полимеров. Физико-химическая модификация существующих полимеров, их комбинация с веществами иной природы, иной структуры – это один из перспективных путей создания материалов с новым необходимым комплексом свойств.

Использование различных смесей полимеров, добавок, наполнителей и способов их обработки, введение их в полимер как в процессе синтеза, так и при переработке позволяет получать полимерные композиционные материалы разной структуры, с требуемым набором эксплуатационных свойств.

В зависимости от назначения композиционных полимерных материалов, с целью экономии дорогостоящего сырья, с учетом среды эксплуатации и декоративных требований, можно широко варьировать процентным содержанием исходного сырья и получать изделия с различными физико – механическими показателями, окраской и другими эксплуатационными свойствами [2, 3].

Поэтому при переработке пластмасс необходимо знать свойства исходного полимерного сырья, добавок, способы их подготовки перед введением в полимер, влияние параметров переработки и разного вида пластмассоперерабатывающего оборудования на технологические и эксплуатационные свойства материалов, условия применения.

Полученные композиционные материалы необходимо перерабатывать. Переработка полимерного материала или композиции начинается с оценки перерабатываемости, критерием которой является технологичность. Под термином «технологичность» подразумевается комплекс показателей его реологических свойств, так как не существует одного универсального показателя, по величине которого можно было бы судить о технологических свойствах полимерного материала. Когда речь идет о переработке нового композиционного материала или создании изделия принципиально нового типа, то во многом приходится полагаться на модельный эксперимент [7, 8].

Существует несколько способов переработки композитов. Кратко охарактеризуем каждый из них.

Литье под давлением – метод переработки пластмасс, заключающийся в заполнении оформляющей полости расплавом полимера под давлением и последующей фиксации формы изделия путем ее охлаждения или отверждения за счет протекания химических реакций. Этим методом перерабатываются термопластичные, термореактивные полимеры, термоэластопласты и резины.

Процесс литья под давлением широко используется потому, что позволяет получать детали сложной формы с арматурой, с элементами точных размеров, а производство трехмерных деталей может быть проконтролировано и спрогнозировано литьем под давлением точнее, чем другими методами [1].

Переработка полимерных материалов на валковых машинах включает в себя вальцевание, каландрование, каширование, ламинирование, дублирование.

Вальцевание – периодический или непрерывный процесс, применяемый для пластикации, смешения и гомогенизации, листования на вальцах каучука, полимеров и сополимеров, различных композиций на их основе, а также введения различных ингредиентов, таких как: наполнителей, красителей и пигментов, пластификаторов, антипиренов, вулканизующих и других добавок. Этот процесс состоит в многократном проходе полимерного материала через зазор между двумя полыми цилиндрами, вращающимися навстречу друг другу [1].

Каландрование – процесс продавливания полимерного материала через зазор вращающимися навстречу друг другу обогреваемыми полыми цилиндрами, при котором образуется бесконечный лист, рулонный материал или погонажное изделие.

В отличие от вальцевания при каландровании полимерный материал проходит через один зазор между валками только один раз. Для получения необходимой фактуры поверхности, толщины каландруемого изделия полимерный материал пропускают через несколько зазоров. В зависимости от назначения изделия и вида материала количество валков каландра может колебаться от 2 до 5 [1].

Каширование – процесс получения рулонного материала путем расплавления полимерных гранул или порошка в межвалковом зазоре и совмещение его с другими пленками или основанием на валках кашировальной машины.

Получение многослойных рулонных материалов производится на кашировальных машинах. Кашировальные машины состоят из валков различных диаметров и расположения, в которых имеются плавильные, отклоняющие и дублирующие валки.

Ламинирование – процесс нанесения расплава полимера, полученного на экструзионном оборудовании из плоскощелевой головки, в виде покрытия на различные виды основ (полимерные пленки, ткани, бумагу, картон, сетки) в зазоре валкового оборудования. В качестве такого оборудования используют ламинаторы. С помощью ламинатора производят дублирование и каширование по толщине рулонного материала.

Дублирование – процесс совмещения рулонных и листовых материалов разной природы под воздействием температуры и давления. В зазор между обрезиненным валком и обогреваемым полированным валком каландра поступает отформованный полимерный материал и другой полимерный материал или основа. Под давлением обрезиненного валка и воздействия температуры полированного валка происходит совмещение материалов.

Читайте так же:
Оборудование для врезки замков и петель

Дублирование можно производить как однородных материалов, имеющих одинаковую и разную окраску, так и с различными видами основ, такими как бумага, картон, войлок, нетканые материалы, сетчатые материалы, ткани [1].

Экструзия – технологический процесс получения полуфабрикатов или изделий различной формы путем продавливания расплава полимера через формующую головку (фильеру).

Основное отличие между экструзией и литьем под давлением заключается в том, что экструзионные процессы непрерывные, более длительные и осуществляются при относительно низком давлении в пределах 1,4 – 10,4 МПа (в некоторых случаях достигает 70,0 МПа). В литье под давлением процесс непродолжительный, а давление может быть 14 – 210 МПа.

Если необходимо приготовить композицию, в состав которой входили бы пластификаторы, стабилизаторы, наполнители, сшивающие агенты и другие добавки, в червячных прессах используют червяки со смесительными элементами, два, четыре и более червяков, дисковые, диско – червячные и червячно-дисковые экструдеры [1].

Методом экструзионного раздувного формования изготавливают различные емкости вместимостью от нескольких миллилитров до 3000 л. К этим изделиям относятся бутылки, канистры, контейнеры, бочки, флаконы, тубы.

Практически все термопласты перерабатываются методом раздувного формования (крупнотоннажные полимеры: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол и целый ряд конструкционных пластмасс).

В экструзионном выдувном формовании заготовка, сформированная в червячной зоне, из плавителя червяком подается через зазор головки. Непрерывная заготовка проходит через фильеру. Из копильника расплав полимера периодически за требуемый промежуток времени продавливается через фильеру, соединенную каналами с экструдером и копильником, в пространство между плитами узла смыкания, на которых крепятся полуформы.

К трубчатой заготовке подводят полуформы так, чтобы заготовка размещалась симметрично к формующим поверхностям, а затем полуформы смыкаются. После смыкания полуформ производится раздув заготовки. Сжатый воздух давлением порядка 0,15 – 0,5 МПа, в зависимости от вида полимера, размеров изделия и его толщины, подается в форму. Во время прижима заготовки к относительно холодной поверхности формы в процессе раздува происходит охлаждение изделия. Затем форма открывается, изделие извлекается, а затем цикл повторяется [1].

Пневмоформование объединяет несколько методов: вакуумное, пневматическое и механическое формование нагретых термопластичных материалов, при этом возможны комбинации перечисленных методов. Широкое применение пневмоформования объясняется: простотой, компактностью, дешевизной машин для вакуумного, пневматического и механического формования, более простым и дешевым способом изготовления вакуумных форм.

При пневмовакуумном формовании происходят три основных процесса: нагрев листа, формование его, охлаждение изделия.

В машинах для пневмовакуумного формования используют различные методы нагрева листа, отличающиеся по способу подвода тепла к его поверхности: радиационный, конвективный и контактный. От нагреваемой поверхности в массу листа тепло распространяется путем теплопроводности.

Для формования изделия используют полимеры, которые имеют явно выраженную область высокоэластичного состояния (большинство аморфных полимеров). Полиэтилентерефталат практически не перерабатывается таким методом из-за отсутствия высокоэластичного состояния и низкой вязкости расплава, но смеси полиэтилентерефталата с другими полимерами (например, с каучуком, АБС – пластиком, полиэтиленом) могут хорошо формоваться [1].

Прессование часто применяется при проведении экспериментальных работ и в промышленном производстве. Методом прессования, в основном, перерабатывают реактопласты: фенопласты, аминопласты, эпоксисоединения, полиуретаны, кремнийорганические соединения, а из термопластов: полиамиды, фторопласты, полиимиды, полисульфоны.

Прессование разделяется на способы: компрессионное (прямое) – оно чаще всего применяется на практике, литьевое (трансферное).

Процесс прямого прессования имеет ограничения, так как очень сложно получить тонкостенные высокой точности изделия сложной конфигурации или насыщенные арматурой.

Ротационное формование используется для изготовления из полимерных материалов полых изделий различной формы. Ротационному формованию можно подвергать термопластичные и термореактивные полимерные материалы в порошкообразном или вязкотекучем исходном состоянии.

Для получения изделий с монолитной стенкой применяют полиэтилен, пластизоли, полиамиды, полипропилен, поликарбонат, ацетат целлюлозы, эластомеры, эпоксидные и полиэфирные компаунды. Для модификации свойств полимеров и готовых изделий широко используются различные добавки: термо- и светостабилизаторы, пигменты, антипирены, наполнители и стекловолокно, вспенивающие агенты.

Ротационное формование применяется для производства изделий самого широкого ассортимента, имеющих внутренние и наружные поверхности сложной геометрической формы, стенки одинаковой или разной толщины и размеры от небольших до крупногабаритных. Этим способом можно получать изделия с толщиной стенки до 20 мм [1].

При выборе способа переработки крупнотоннажных термопластов необходимо определить показатель текучести расплава (ПТР). Под ПТР понимают массу расплава полимера в граммах, вытекающую через калиброванный капилляр стандартных размеров под действием фиксированной нагрузки при выбранной температуре расплава определенной для каждого полимера за 10 мин. или пересчитанную на длительность истечения 10 мин.

Оценка термопластов по их ПТР является основой для классификации марочного ассортимента по тому основному технологическому способу, который рекомендуется для переработки в изделия. В таблице 1 представлена зависимость способа переработки полимерных материалов от ПТР [4].

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector