ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расширение и сжатие термопластов из "Основы переработки термопластов литьём под давлением" Различия в объеме твердого и расплавленного полимера определяют усадку литьевых изделий. При очень низком давлении усадка обычно велика, и точность размеров изделия мала, а при очень высоком давлении усадка меньше, но возникают трудности при удалении изделия из литьевой формы. Таким образом, всегда существует разница между размерами литьевой детали и размерами полости формы, обусловленная такими свойствами полимера, как расширение и сжатие под влиянием изменения температуры и давления. [c.39] Действительно, как показано на рис. I. 12, имеется расхождение между кривой 2 охлаждения полистирола, соответствующей равновесному состоянию, и кривой 1, полученной при скорости охлаждения 0,82°С/мин, тем большее, чем ниже температура Таким образом, при переходе образца от равновесного состояния при высокой температуре к неравновесному образуется некоторый избыточный объем по сравнению с его равновесным значением, зависящий от скорости охлаждения, как показано ниже для случая охлаждения полистирола в. [c.40] Скорость охлаждения, С/мин. ... Избыточный объем при 20 °С, см /г. . . [c.40] Для достижения равновесного состояния полимер необходимо длительно выдерживать при данной температуре, т. е. подвергать отжигу. Чем ниже температура, тем больше продолжительность отжига. Так, для установления равновесной структуры полистирола при 60 °С требуется 17 ч. При более низких температурах это время значительно больше при 20°С оно составляет около 100 лет. Поэтому при температурах намного ниже температуры стеклования никакой, даже самый длительный отжиг, практически не может привести полимер в равновесное состояние. Но чем длительнее отжиг, тем больше полимер приближается к равновесному состоянию. [c.40] Здесь удельный объем, длина и температура Ч о, /о, и относятся к 20 °С, а V, для аморфных полимеров — к температуре стеклования, а для кристаллических —к температуре плавления. [c.41] Кривые изменения удельного объема или плотности при охлаждении необходимы для выбора условий переработки, поскольку они служат для определения сжатия термопластов при переходе из расплава в твердое состояние. Так, в расплавленном состоянии, как видно из рис. 1.14, удельный объем полиэтилена высокой и низкой плотности и полипропилена одинаков, однако при достижении температур кристаллизации плотность полиэтилена высокой плотности увеличивается быстрее, чем полиэтилена низкой плотности. [c.41] Для полиэтилена относительное уменьшение его объема при охлаждении составляет 18,2%, а линейное изменение размеров — около 6%. [c.42] Удельный объем расплавов полимеров зависит как от температуры, так и от давления. Из рис. 1.15 видно, что с повышением давления удельный объем расплава полистирола приближается к исходному удельному объему при 24 °С. [c.42] Данные о сжимаемости некоторых термопластов в зависимости от давления и температуры приведены в табл. 1.2. [c.42] Как видно из табл. 1.2, сжимаемость расплавов термопластов с повышением температуры, как правило, увеличивается, а с повышением давления — уменьшается. [c.42] Зависимости удельного объема от давления и температуры в виде диаграмм Р—V—Г относятся к важным характеристикам технологических свойств термопластов. На рис. 1.17 приведена диаграмма Р—V—Т для полиэтилена низкой плотности (плотность 0,918 г/см , индекс расплава 1,5 г/10 мин), а на рис. 1.18 — диаграмма Р—У—Т для жесткого поливинилхлорида . Из рис. [c.43] Наиболее наглядно диаграммы Р—V — Т могут быть представлены в трехмерных координатах, как это показано на рис. 1.19 для полистирола 2 . [c.44] Приведенные данные о зависимости удельного объема от давления и температуры получены в статическом состоянии, т. е. при сравнительно медленном изменении температуры и давления. Пока неизвестно, влияет ли течение при заполнении формы на удельный объем термопласта и его зависимость от температуры и давления. Можно предполагать, что при течении удельный объем полимера несколько уменьшается за счет ориентации макромолекул полимера. Кривые диаграмм Р —V —Т, конечно, не могут отражать все сложные и очень быстро протекающие процессы при формовании изделия в литьевой форме. [c.44] Между кривыми плавления и охлаждения наблюдается некоторое различие, т. е. при охлаждении кристаллический термопласт имеет больший удельный объем. Кривая охлаждения при 20 °С отсекает на оси ординат отрезок, величина которого зависит от типа термопласта, толщины образца и скорости охлаждения. [c.45] Эта величина характеризует дополнительную усадку термопласта после литья во времени или при повышении температуры. [c.45] Для полистирола и полиуретана при низкой температуре расплава (180°С) и давлении около 125 МПа объем сжатого расплава равен объему полимера при 20 °С, и, следовательно, детали из этих материалов могут быть получены без усадки. Однако практически детали из таких полимеров имеют небольшую усадку, поскольку давление в.литьевой форме 125—150 МПа трудно создать при обычных условиях переработки этих материалов. А если бы такое давление удалось создать, изделие было бы очень трудно удалить из литьевой формы без повреждений. [c.48] Вернуться к основной статье