Технологии

Технологии переработки полимеров

22 июня 2017

Автор статьи: Юрий Белоусиков

На сегодняшний день, пожалуй, не осталось такой сферы промышленности и хозяйства, где не применялись бы полимерные материалы. Между тем все полимеры достаточно сильно различаются между собой и обладают каждый свойствами во многом уникальными. Эта уникальность отчасти объясняется выбранной технологией переработки полимерного сырья. Но перед тем, как мы приступим к описанию каждой технологии, несколько общих моментов. И прежде всего стоит заметить, что процесс переработки состоит из определенной схемы действий. Изначально необходимо определиться с конкретным материалом, проанализировав все условия использования готового продукта и его конструкцию. Далее требуется подобрать необходимое оборудование и метод формирования. Следующим шагом будет разработка технологических моментов и, в частности, выбор наиболее подходящих условий процесса переработки (о конкретных физических параметрах речь пойдёт ниже). Обязательно нужно понимать, каким образом будут утилизироваться все отходы, образующиеся в ходе производства. Это очень важно и с экологической, и с экономической точки зрения.

Технологический метод переработки должен включать в себя ряд конкретных процедур:

Проверка качества исходного сырья и его составляющих.
Предварительные действия по подготовке к переработке (данный пункт включает в себя прежде всего выбор типа заготовок, которые должны получаться в процессе переработки).
Непосредственно формирование заготовок.
Все необходимые виды обработки, в ходе которых материал приобретает те или иные качества, в том числе добавление модификаторов и добавок, которые напрямую влияют на свойства готовых изделий.
Проверка на соответствие требуемым характеристикам получившегося изделия.
Упаковка готовой детали.

Теперь несколько слов о базовых физических характеристиках, которые необходимо учитывать при переработке полимеров:

Температура. Чтобы сформировать вязкотекучий или эластичный материал, а также ускорить диффузионные и релаксационные процессы, полимер необходимо нагреть до нужной температуры. Тем самым он станет более податливым к различным воздействиям до того, как наступит отвердение материала. Выбор температуры для каждого полимерного материала осуществляется индивидуально, поскольку разные виды полимеров по-разному реагируют на одну и ту же температуру.
Давление. Для создания требуемой формы изделия необходимо прибегнуть к регулировке давления. Именно под воздействием необходимого давления происходит контролируемое уплотнение материи и формирование нужной конфигурации. Также при помощи давления можно избавиться и от летучих составляющих, тем самым существенно увеличив износостойкость материала.
Время. Длительность процесса переработки пластических масс напрямую зависит от заданных химико-физических условий и необходимых параметров на выходе, то есть по окончании процесса.

На определение наиболее подходящего метода переработки того или иного полимера влияют результаты анализа технических качеств сырьевого материала и характеристики заготовок, которые необходимо создать. Далее следует заметить, что процесс переработки термопластов напрямую связан с их уникальными особенностями, а именно: при нагревании до температуры, превышающей температурный режим стеклования, термопласты приобретают эластические свойства. При обратном воздействии (снижении градуса) они отвердевают. Наконец, нагревая термопластичный материал выше градуса плавления и текучести, мы преобразуем полимер в вязкотекучую материю, а при снижении температуры переводим его в твёрдое состояние.

Получить консультацию специалиста Консультация

В ходе процесса модифицирования полимеров молекулы химически взаимодействуют, что ведёт за собой возникновение таких физических реакций, как вулканизация и отвердевание. В результате образуется иной высокомолекулярный полимер, обладающий иными физико-химическими характеристиками, и этот продукт уже не подлежит плавлению и растворению. Перерабатывая резиновые смеси, смешивание с дополнительными ингредиентами и дальнейшее формирование деталей можно облегчить с помощью предварительной пластификации полимеров.

Ориентация макромолекул характерна для процесса деформации полимеров, имеющих эластическую форму. После того, как данный процесс и движение сплава прекращаются, начинается противоположное действие — дезориентация. Скорость хода процессов напрямую влияет на уровень сохранения макромолекулярной ориентации. Физико-механические качества материи, такие, как прочность и теплопроводность, в направлении ориентации увеличиваются, но строение материи становится неравновесным и напряжённым, а из-за этого формоустойчивость материала снижается и порой весьма значительно. И в первую очередь это становится заметным при высоких температурах.

При воздействии высоких температур на термопласты выделяется значительное количество тепла, после чего наступает отвердение материала. Отсюда вывод, что при долгом воздействии высоких температур возможно наступление термодеструкции, то есть необратимого изменения свойств материала под воздействием температуры выше точки плавления, а увеличение темпов термодеструкции может спровоцировать механодеструкцию, то есть фактически разрушения материала вследствие распада химических связей в макромолекуле.

Во избежание появления бугров и трещин на производимых продуктах необходимо отслеживать выделение низкомолекулярных компонентов, которое возникает при отвердении некоторых термопластов в результате поликонденсации. В структуре кристаллизующихся полимеров при их охлаждении образуются кристаллы, а интенсивность роста, параметры и морфология данных кристаллов напрямую зависят от интенсивности понижения температуры. При необходимости изменить эксплуатационные качества готового продукта, нужно отрегулировать строение кристаллов и степень кристаллизации.

Компаунды (полимерные полуфабрикаты), которые применяются для формирования заготовок, могут быть различных видов и типов, а именно:

Жидкости — растворы; дисперсии; полуфабрикаты, в основе которых лежат мономеры и олигомеры.
Пасты — резиновые смеси; добавки, имеющие эпоксидные и полиэфирные соединительные вещества.
Порошки — твёрдые смолы; пластики, как наполненные, так и не наполненные; олигомеры.
Гранулы — олигомеры; смолы; не наполненные пластики; пластмассы, армированные волокнами или с дисперсными частицами.
Плёнки, листы, плиты, а также блоки — резиновые смеси; пластмассы.
Рыхловолокнистые композиции — волокнистые материалы (как правило, со спутанной структурой волокон), пропитанные связывающим веществом.
Препреги, имеющие непрерывные волокнистые наполнители — жгуты; шпон; бумага; ткани; нити; маты; ленты.


Идентичные пластики (например, укреплённые волокнами или листовыми композициями (то есть армированные), наполненные дисперсными частицами или не наполненные) соответственно подлежат и одинаковым процессам переработки. В следующей части обратимся к конкретным технологиям переработки полимеров.

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.