Вязкотекучего состояния

Реактопласты при нагреве превращаются в вязкотекучее состояние и в результате химической реакции переходят в твердое, необратимое состояние. Отвержденные реактопласты нельзя повторным нагревом вновь перевести в вязкотекучее состояние. В процессе полимеризации под действием указанных факторов линейная структура полимера превращается в пространственную. Отдельные виды

Литьевое прессование отличается от прямого тем, что прессуемый материал загружают не в полость пресс-формы, а в специальную загрузочную камеру 2 (рис. 8.7). Под действием теплоты от пресс-формы прессуемый материал переходит в вязкотекучее состояние и под давлением со стороны пуансона 1 выжимается из загрузочной камеры 2 в полости матрицы пресс-формы через специальное отверстие в литниковой плите 3. После отверждения материала пресс-форму разъединяют и готовые детали 4 извлекают из матрицы 5.

Выдавливание (или экструзия) отличается от других способов переработки термопластов непрерывностью, высокой производительностью процесса и возможностью получения на одном и том же оборудовании большого многообразия деталей. Выдавливание осуществляют на специальных червячных машинах, Перерабатываемый материал в виде порошка или гранул из бункера / (рис. 8.9, а) попадает в рабочий цилиндр 3, где захватывается вращающимся червяком 2. Червяк продвигает материал, перемешивает и уплотняет его. В результате передачи теплоты от нагревательного элемента 4 и выделения теплоты при гренки частиц материала друг о друга и о стенки цилиндра перерабатываемый материал переходит в вязкотекучее состояние и непрерывно выдавливается через кали-

Термореактивпые соединения при нагревании легко переходят в вязкотекучее состояние, но с увеличением длительности действия повышенных температур в результате химической реакции переходят в твердое нерастворимое состояние. При обычной температуре термореактивная смола изменяется мало. К термо-

По поведению при нагревании пластмассы делят на две основные группы: термореактивные (реактопласты) и термопластические (термопласты). Реактопласты при нагревании вначале переходят в вязкотекучее состояние, а затем превращаются в необратимые, неплавкие и нерастворимые вещества. В отличие от них термопласты при нагревании и охлаждении способны многократно переходить из твердого состояния в вязкотекучее и обратно, т. е. изменяются обратимо.

пласт-3, фторло н-3,— синтетич. полимер общей формулы [—CF2—CFC1—]„. П. — твёрдое белое вещество, плавящееся при 208—210 °С и переходящее в вязкотекучее состояние при 240—270 °С. П. перерабатывают литьём под давлением, экструзией или прессованием. Физ.-механич. св-ва П. в значит, мере зависят от его степени кристалличности, к-рая при быстром охлаждении расплава равна 35 — 40%, а при медленном достигает 90%. При комнатной темп-ре П. не растворяется и очень мало набухает в обычных органич. растворителях, при 130—150 °С растворяется в некоторых ароматич. углеводородах. Устойчив к действию кислот, окислителей и щелочей. П. применяют гл. обр. для получения антикорроз. покрытий насосов, труб и др., а также для изоляции кабелей, электродвигателей, трансформаторов и др.

В отличие от линейных полимеров исходные продукты пространственных полимеров могут находиться в вязкотекучем или пластиче-•ском состоянии. При нагревании же вследствие образования химических сшивок они утрачивают свою пластичность и переходят в неплавкое состояние. Такие полимеры называются термореактивными; с повышением температуры пространственные полимеры не могут не только превращаться в пар, но и переходить в вязкотекучее состояние.

Вязкотекучее состояние. До сих пор мы полагали, что при высокоэластической деформации не происходит вязкого течения полимера и поэтому вся деформация является обратимой. Однако в реальных условиях такая картина наблюдается'редко и процесс высокоэластической деформации сопровождается обычно процессом вязкого течения.

По химич. строению СОЛ и СТ-1 — высокополимеры линейного строения, по структурным признакам — аморфные полимеры неориентированного и ориентированного строения. В зависимости от темп-ры О. с. может быть стеклообразным, высоко-эластич. и вязкотекучим. При нагревании О. с. размягчается, а при охлаждении затвердевает. В стеклообразном состоянии О. с. обладает св-вами твердого тела (при нагружении развивается лишь незначит. упругая деформация). При повыш. темп-рах О. с. переходит в высокоэластич. состояние: при воздействии малых усилий появляются большие обратимые деформации. После снятия нагрузки деформация при определенных темп-pax исчезает. При дальнейшем повышении темп-ры О. с. переходит в вязкотекучее состояние. В этом состоянии в полимере под влиянием малых усилий наряду с обратимыми деформациями начи-

24 час. при 20° 1—2%; темп-pa перехода в вязкотекучее состояние 120°; темп-ра стеклования — 28°; нестоек в к-тах и щелочах; при —5° становится хрупким; влагопроницаемость (коэфф. диффузии) 1,2—2,8-10' г/см-час-мм Hg.

Все факторы, приводящие к уменьшению межмолекулярного взаимодействия (пластификация, переход к неполярным П.), обусловливают снижение Т, и Тj. Введение химич. поперечных связей (напр., вулканизация каучуков) приводит к резкому увеличению Т j, но практически не изменяет Tg. Уменьшение мол. веса линейных полимеров до определ. предела не изменяет Т„, но снижает Тj. При достаточно низком мол. весе, соответствующем размерам сегмента цепи, высокоэластич. св-ва полностью теряются и П. при нагревании сразу переходит из стеклообразного в вязкотекучее состояние.

Продолжительность процесса перехода реактопластов из высокоэластичного или вязкотекучего состояния в состояние полной полимеризации определяет скорость отвероюдения. Скорость отверждения (полимеризации) зависит от свойств связующего (термореактивной смолы) и температуры переработки. Низкая скорость отверждения увеличивает время выдержки материала в пресс-форме под давлением и снижает производительность процесса. Повышенная скорость отверждения может вызвать преждевременную полимеризацию материала в пресс-форме, в результате чего отдельные участки формующей полости не будут заполнены пресс-материалом.

Процесс сварки пластмасс может происходить лишь при определенных условиях. Основными из них являются: повышенная температура в месте сварки (величина ее должна достигать температуры вязкотекучего состояния), плотный контакт свариваемых поверхностей и оптимальное время процесса.

Многие термопластичные пластмассы не имеют отчетливо выраженной температуры плавления. При нагреве они постепенно переходят из пластического в вязкотекучее состояние. Процесс сварки обычно идет в узких температурных границах: выше температуры размягчения, но ниже температуры разложения пластмасс. Поэтому при любом виде сварки надо стремиться, чтобы в зоне сварки пластмасса не достигала жидкотекучего состояния. Обычно сварку производят при вязкотекучем состоянии с применением давления. Поскольку пластмассы малотеплопроводны, то при некоторых способах сварки только тонкий поверхностный слой достигает вязкотекучего состояния. Легче свариваются те термопластичные материалы, у которых более широкий диапазон температуры размягчения без резко выраженной точки плавления.

После нагрева концов труб (2—3 мм) до вязкотекучего состояния (140—160° С) станок останавливают и суппортом сжимают

Сварка пластических масс происходит непосредственно под электродами. Под действием тока высокой частоты пластические массы нагреваются до температуры вязкотекучего состояния. Давление, приложенное к электродам, создает тесный контакт между свариваемыми поверхностями. Сварку токами высокой частоты в большинстве случаев производят без присадочного материала.

Ядерная сварка. Сущность метода состоит в облучении пластмасс потоком нейтронов. Чтобы произвести сварку, на поверхности пластмасс предварительно наносят тонкий слой соединений лития или бария. При облучении нейтронами в этих элементах возникают ядерные реакции, сопровождающиеся выделением энергии. При этом в пограничном слое пластмассы нагреваются до вязкотекучего состояния и свариваются.

Свариваемые трубы с помощью рычагов 6, тяг 7 и соединенных с 'Ними хомутов 2 и 4 подводят вплотную к дискам нагревательного элемента и выдерживают некоторое время до получения вязкотекучего состояния

Продолжительность процесса перехода реактопластов из вязкотекучего состояния в состояние полной полимеризации определяется скоростью отверждения, которая зависит от свойств связующего (термореактивной смолы) и температуры переработки. Низкая скорость отверждения увеличивает время выдержки материала в пресс-форме под давлением и снижает производительность процесса. Повышенная скорость может вызвать преждевременную полимеризацию материала пресс-формы, в результате чего отдельные участки формующей полости не будут заполнены пресс-материалом.

Кристаллические и аморфные полимеры при температуре свыше tcr переходят в вязкотекучее состояние. Формование изделий из полимеров или пластмасс осуществляют в области их вязкотекучего состояния.

Контактная тепловая сварка относится к термомеханическому классу: детали в месте соединения нагревают до температуры вязкотекучего состояния нагретым инструментом, затем сдавливают (рис. 27.2).

Полимеры или пластмассы на их основе используются в твердом состоянии при температурах ниже /с (температуры стеклования). При температуре ниже /хр (температуры охрупчивания) полимер переходит в хрупкое состояние. Формообразование изделий из полимеров или пластмасс проводят в температурной области вязкотекучего состояния. Кристаллические полимеры с аморфной составляющей до температуры плавления (кристаллизации) /к находятся в твердом состоянии, при tK кристаллическая составляющая полимера плавится и переходит в высокоэластичное состояние аналогично некристаллическим полимерам. Выше температуры tT (температуры начала вязкого течения) аморфные и кристаллические полимеры находятся в вяз-котекучем (гелеобразном) состоянии.