ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термообработка литьевых изделий из "Основы переработки термопластов литьём под давлением" У кристаллических полимеров вторичная кристаллизация может привести к усадке после литья. Во многих случаях ббльшая часть этой усадки проявляется в первые 24 ч после литья, а затем усадка происходит медленнее. При более высоких температурах скорость вторичной кристаллизации может повышаться. Высокая температура формы приводит к меньшей вторичной усадке сополимера на основе фор.м-альдегида, как показано на рис. [c.217] Заметное увеличение плотности и быстрое падение прочности на удар происходят непосредственно после литья под давлением. У полиэтилена высокой плотности с низким индексом расплава прочность на удар снижается только на 14% за тот же самый период времени Для того, чтобы изменения в изделиях после литья были минимальными, следует создавать такие условия переработки, при которых ориентация минимальна и которые Тюзволяли бы избежать чрезмерного охлаждения термопласта при его кристаллизации в форме следует также добиваться получения в литьевых изделиях по возможности изотропных условий в отношении ориентации и плотности. [c.218] Однако если при литье под давлением не удается реализовать названные условия или если требуется максимальная стабильность размеров и высокая теплостойкость, то целесообразно осуществлять отжиг (тепловую обработку) литьевых изделий с целью снятия внутренних напряжений, возникающих в полимере в процессе литья под давлением. При этом изделие нагревают до определенной температуры, называемой температурой отжига, выдерживают некоторое время и затем медленно охлаждают до комнатной температуры. Эффект тепловой обработки заключается в увеличении плотности термопласта и повышении его теплостойкости. Кроме того, отжиг часто способствует повышению прочности на удар и предотвращает растрескивание изделий. Получаемый эффект зависит от типа термопласта, условий отжига и условий литья под давлением. [c.218] Жесткие аморфные термопласты, такие, как полистирол, полиметилметакрилат, поликарбонат и полисульфон чаще подвергаются отжигу для снижения внутренних напряжений, чем термопласты других типов. [c.218] Отжиг кристаллических полимеров наряду с уменьшением внутренних напряжений м )жет приводить также к изменению их кристаллического состояния. [c.218] Для типичных аморфных полимеров, таких, как полистирол, тепловая обработка приводит к изменению плотности, что, в свою очередь, влияет на его механические свойства и теплостойкость. [c.218] у полистирола после тепловой обработки наблюдается увеличение предела прочности при растяжении на 5% и предела прочности при статическом изгибе на 10%. Значительное влияние отжиг оказывает на теплостойкость аморфных полимеров так, у полистирола теплостойкость повышается с 77 до 95 °С, у сополимера стирола с акрилонитрилом — с 83 до 94 °С, а у полиметилметакрилата — с 65 до 75 °С. [c.219] Предел текучести причем изменение предела текучести имеет такой же характер, как и изменение плотности этого же полиэтилена при отжиге . С повышением температуры отжига предел прочности при растяжении вначале изменяется мало, а затем заметно падает. Это сопровождается значительным уменьшением относительного удлинения при разрыве. [c.219] Таким образом, изменяя плотность полиэтилена, а следовательно, и его степень кристалличности при тепловой обработке, можно от хорошо деформируемых и прочных образцов перейти к очень хрупким образцам, не способным к большим деформациям. Следовательно, подбирая соответствуюшие температуры отжига, можно получать из полиэтилена высокой плотности изделия с разнообразными свойствами — от вязких и эластичных до жестких и хрупких. Во избежание хрупкости не следует применять высокие температуры при отжиге полиэтилена высокой плотности. [c.219] Наиболее важными параметрами, влияющими на процесс тепловой обработки, являются температура и продолжительность обработки. Теоретически чем выше температура тепловой обработки и чем она продолжительнее, тем большая степень релаксации напряжений может быть достигнута. Например, из рис. V. 25 видно, что теплостойкость ударопрочного полистирола зависит как от температуры отжига, так и его продолжительности Температура и продолжительность отжига зав-исят не только от свойств полистирола, но и от условий литья, толщины, размеров и формы детали, подлежащей отжигу. Условия отжига могут также значительно изменяться в зависимости от назначения детали. [c.220] Температура отжига для аморфных термопластов теоретически должна быть выше температуры стеклования в этом случае релаксация напряжений должна происходить очень быстро. Однако при таких температурах происходят очень большие деформации изделия, вызывающие коробление детали. Поэтому на практике используют отжиг при температурах ниже температуры стеклования. [c.220] Для аморфных полимеров следует проводить отжиг при максимально возможной температуре, когда еще не наблюдается деформация изделия. В этом случае сокращается продолжительность отжига и достигается значительное уменьшение внутренних напряжений. [c.220] Температура отжига зависит от ориентационных напряжений и поэтому должна быть определена предварительно для каждого вида изделий. [c.220] В табл. V. 3 приведены условия тепловой обработки различных типов термопластов. Необходимо учитывать, что эти данные следует рассматривать как ориентировочные, которые должны быть уточнены для определения рабочих условий отл ига конкретной детали из термопласта. [c.220] Продолжительность отжига при выбранной температуре должна изменяться в зависимости от толщины и конфигурации детали, а также от требуемой степени уменьшения внутренних напряжений. В продолжительность отжига часто включается время, необходимое для прогрева детали до одинаковой температуры по всему объему, поскольку продолжительность отжига для толстых деталей больше, чем для тонких. Оптимальные температура и продолжительность отжига определяются экспериментально для отдельных типов литьевых деталей. [c.221] в которой происходит отжиг, также влияет на время, необходимое для проведения тепловой обработки. Когда используют в качестве среды жидкость, то требуется более короткое время для нагрева, так как скорость передачи тепла в жидкой среде намного больше, чем в воздухе. Это, конечно, зависит от теплофизических свойств жидкости и обрабатываемой детали. Другим преимуществом жидкости по сравнению с воздухом является более равномерное распределение температур при отжиге. Однако использование жидкой среды связано и с некоторыми неудобствами. Так, при использовании масла на литьевых изделиях часто появляются пятна, которые трудно ликвидировать. [c.222] Горячий воздух широко используется при отжиге, но во многих случаях использование подходящей жидкости дает лучшие результаты. Некоторые термопласты, такие, как полиамиды и полиформальдегид, не могут подвергаться термообработке горячим воздухом из-за окисления, и их тепловую обработку обычно проводят в масляной ванне. [c.222] Жидкости, применяемые для отжига, должны иметь соответствующие интервалы нагревания и стабильности, а также быть инертными по отношению к обрабатываемому материалу. Вода является очень хорошей средой для проведения отжига, но ее применение ограничено из-за невысокой те мпературы кипения. При проведении отжига- воде в нее добавляют небольшие количества детергента для ускорения смачивания и быстрого осушения детали от воды после удаления. [c.222] Об эффективности отжига можно судить, определяя теплостойкость или химическую стойкость в растворителе. Так, теплостойкость по Мартенсу для литьевых образцов из высокомолекулярного полистирола, не подвергавшихся отжигу составляет 77 °С после отжига при 90 °С в течение 0,5 ч оиа достигает 93 °С, 96 °С — после 2-часового отжига, 100 °С — после 4-часового и 102 °С — после 6-часового. [c.222] Испытание растворителем не только полезно для определения величины внутренних напряжений, оно позволяет выявить наиболее напряженные области в литьевых деталях. Другой возможный метод качественного визуального контроля напряжений заключается в рассмотрении картины двойного лучепреломления в изделии, помещенном между двумя поляроидами. Такая информация в совокупности с данными по растрескиванию может быть полезна для корректирования условий литья под давлением или конструкции детали и литьевой формы с целью снижения или перераспределения остаточных напряжений в изделии. [c.223] Вернуться к основной статье