Виды брака при литье поликарбоната

Обновлено: 18.04.2024

Виды брака при литье пластмасс и методы их устранения

Основные виды брака при литье под давлением следующие:

1. Недолив выражается в неполном оформлении изделия. Основной его причиной является недостаток материала, поступающего в литьевую форму (из-за низкой температуры формы или расплава и, следовательно, пониженной текучести расплава, а также по причине засорения литникового и разводящих каналов).

2. Перелив вызывает образование грата в месте смыкания формы. Он возникает при неправильной работе дозирующего устройства, перегреве расплава и литьевой формы, недостаточном усилии смыкания формы.

3. Стыковые швы — видна кривая линия спая отдельных потоков, механическая прочность резко снижена в месте спая. Основными причинами образования стыковых швов являются: сниженная температура расплава или формы, неудачная конструкция формы, приводящая к охлаждению отдельных потоков расплава до момента их слияния (вследствие чего не происходит полного сваривания), а также недостаточное удельное давление расплава.

4. Вздутия на поверхности и пузыри (пустоты) в массе изделия наблюдаются при повышенном содержании летучих, которые вспучивают мягкую поверхностную пленку при перегреве расплава, сопровождающимся частичной деструкцией и значи¬тельным газовыделением. Поверхность вздутия образуется также при недостаточном охлаждении изделия.

5. Усадочные раковины — значительные углубления на поверхности изделий -возникают вследствие повышенной усадки при перегреве массы и недостаточном поступлении расплава (снижено удельное давление расплава или мало сечение впускных каналов). Иногда поверхностные раковины появляются при неравномерном распределении температуры в форме и при дефектах в ее вентиляции.

6. Коробление готовых изделий возникает из-за значительных напряжений внутри изделия, обусловленных большой разностью температур в отдельных частях формы, а также при недостаточной выдержке изделия в литьевой форме, отчего оно извлекается недостаточно жестким.

7. Трещины образуются вследствие значительных остаточных напряжений в изделии, а также при его прилипании к стенкам формы.

8. Риски, царапины, сколы на поверхности изделий возникают при неисправном состоянии оформляющей поверхности формы и неаккуратном обращении с готовыми изделиями.

9. «Мороз» — узоры, напоминающие зимнюю разрисовку оконных стекол. Основная причина их появления — попадание влаги в форму при недостаточной сушке гранулята и дефектов в вентиляции формы.

10. Расслоение наступает при повышенном содержании влаги в литьевом материале и при наличии отвердевших литников, не совмещающихся с основным материалом. Если отслоение выражено в виде очень мелких блесток, его называют серебристостью.

11. Разнотонность — неодинаковая поверхностная окраска изделия — объясняется недостаточно одинаковым окрашиванием или разложением красителя из-за его термической нестойкости или перегрева расплава.

12. Размерный брак — отклонение от номинальных размеров, превышающее установленный допуск; наблюдается при чрезмерной усадке или неудачной конструкции литьевой формы.

Таким образом, основными мерами предупреждения брака являются: исправное состояние оборудования, соблюдение технологического режима и стандартность сырья. Перечень возможных дефектов литьевых изделий и способы их устранений дополняют сведения, приведенные в таблице 1.

Дефект

Причина дефекта

Способ устранения

Литература: «Производство изделий из полимерных материалов», издательство Профессия

Крупнейшая независимая площадка для обсуждения вопросов производства и переработки пластмасс и эластомеров различными способами. Рекомендации ведущих специалистов.

Литье поликарбоната

- Здесь размещаются вопросы от новичков по всем темам, а также письма наших читателей регулярно приходящие в редакцию.
- Here are questions from not skilled in plastics about all the topics. Some of them are from the PlastExpert mailbox.

Литье поликарбоната

Доброго времени суток.

Разъясните, пожалуйста, ситуацию по литью ПК и немного общих вопросов по литью под давлением:

1. Течь из сопла при работе с ПК
В процессе работы поликарбонат постоянно сочится из сопла, что уже на 2-3 цикле забивает литниковую втулку. Литье с закладной деталью, поэтому короткой паузы между циклами не получается.
Что делал:
Температуру литья ставил от максимально указанной по паспорту к пластику (сопло - зона 3 - зона 2 - зона 1: 310- 315 - 305 - 295) и в попытках снизить вязкость расплава снижал на 40 градусов (с шагом в 5, равномерно в каждой зоне). В итоге струя из сопла как была, так и осталась. Остатков старого пластика и чистящего средства в материале не наблюдается (перед ним отливал детали из ТЭП на основе СЭБС (Masflex 45112BLK7000, проблем не было ни с чем, прочищал смесью клинола с ПК 1:3 (пока под рукой есть только это), по механическим свойствам похож на другие детали из ПК (сравнивали с отливками с других производств), насколько это вообще можно понять, покрутив получившееся в руках.
Декомпрессию налаживал и исходя из рекомендуемых значений (5-10% от объема впрыска, скорость отвода - максимальна), и изменял объем и скорость до максимальных и минимальных значений. Не повлияло ни на что.
Сушка присутствует, 2.5 ч при 120 градусах.
Вариант с перегревом пластика при наборе дозы так же рассматривал, снижая и обороты шнека (по паспорту 40-70 об/мин), и нагнетаемое давление (от 1 до 8 бар) до минимальных у производителя. Результата нет.
Разрушение пластика из-за перегрева в результате передержки в матцилиндре так же исключил.
Собственно, возникшие вопросы:
1.1 ПК вообще-то НЕ должен литься из сопла при грамотной наладке ТПА?
1.2 Если все-таки должен, как решают эту проблему, не считая установку запорных сопел?
1.3 Нет ли ошибки в паспорте по температуре к пластику? Температура от производителя: сопло 290-310, зона 3 295-315, зона 2 280-305, зона 1 270-295.

2.Температура горловины бункера - какие практически использующиеся диапазоны? Не только у поликарбоната, да.
3. Обратное давление при литье - это организуется как дополнительная опция на станке у производителя или по умолчанию есть на всех стандартных ТПА? Если последнее - то как это работает? :)). На нашей машине так и не нашел ни кнопки, ни какого-либо намека на это. В силу обстоятельств, у производителя в данный момент времени запросить нет возможности.
4. Скорость и объем декомпрессии в реальности кроме как на износ деталей в узле впрыска влияет на что-нибудь? Если да, то от каких значений отталкиваться?
5. Ступени впрыска - есть ли смысл при заливке относительно простых небольших деталей (объемы в пределах 0.5. 30 куб. см.) вообще их использовать? (планируется работа в основном с ПК и ТЭПами). Цикл "залил - подержал под давлением - извлек из ПФ" стандартен же?

P.S. в справочниках порылся, но хотелось бы услышать комментарий практикующих.

Спасибо за внимание.

По основному вопросу. Сопла открытого типа самые распространенные, но течь из сопла является серьезной проблемой на многих видах пластика (вторая, связанная с ней, это нити от сопла к литнику при раскрытии формы). Если у Вас нет загрязнений, деструкции и присутствует сушка, то придется признать объективные факторы течи. В общем случае проблему решают подбором температуры (главную роль играет температура сопла и первой зоны после него), отводом сопла с задержкой или без, скоростью набора, противодавлением и декомпрессией. По Вашему посту понятно, что многое из этого Вы уже делали. Диапозон настроек при эксперементальном подборе может быть очень широкий, а результат НЕ ГАРАНТИРОВАН. На моем опыте были формы, при работе на которых течь или нити не убирались вообще никак без ущерба для отливки - это индивидуальное сочетание режима работы формы (время охлаждения), температуры литниковой втулки и неподвижной части формы, конструкции сопла ТПА.

Возможно, что со мной поспорят, но по своему опыту скажу, что не существует никаких универсальных действий со 100% вероятностью решающих Вашу проблему.

Порекомендовал бы следующее:
а) если цикл большой, то пробовать работать в режиме с отводом сопла, тогда скачки температуры на кончике сопла будут не такие сильные и может удасться плавно опустить температуру на сопле до значений, когда пластик станет слишком вязкий чтобы сильно вытекать, но еще не замерзнет. Отвод делается после набора и декомпрессии, возможно с некоторой задержкой. Эта функция есть на любой машине.
б) если качество отливки позволяет, то снижать Т на сопле до момента замерзания ПК в его крайней части. Хоть до 240, хоть до 220, смотря какое сопло и с каким отверстие у Вас там стоит. Течь уйдет, а при впрыске замерзший участок будет выбивать давлением. Еще раз повторюсь - это подходит только для некоторых отливок так как в зависимости от литниковой системы пробка холодного расплава может портить деталь, ее внешний вид.
в)Поиграть с самим соплом. Если качество отливки позволяет, то взять сопло с меньшим выходным отверстием. Если сопло длинное и не покрывается нагревателем почти целиком, то либо взять сопло покороче (если возможно по конструкции формы), либо сдвинуть нагреватель ближе к краю. Суть в том, чтобы создать более равномерную температуру на кончике сопла, а когда она хорошо держится, то уже плавно ее понизить.

Декомпрессия конечно важна, но увеличение длинны хода шнека выше каких-то минимальных значений, по моему опыту, очень мало влияет на проблему. Зато добавляет много новых из-за захвата воздуха. Скорость декомпресии можно попробовать наоборот медленную.

По остальным вопросам:

Запорные сопла тоже не панацея, стоят они дорого, их надо обслуживать, тяжело чистить. Материал может загрязняться или подвергаться деструкции в них, из-за неправильной конструкции они тоже могут течь.

По температурам для ПК - зависит от марки. Температура на сопле всегда очень сильно зависит от конструкции сопла и режима работы формы. Так же температура зависит от отливки - иногда требуется чтобы пластик был более текучим и ее повышают в допустимых пределах. Если пальцем в небо, то Ваши температуры нормальны. У нас, обычно, ставили от 260 на сопле и выше 270-300 первая зона и далее на понижение. Основные признаки перегрева прозрачного бесцветного ПК - желто-коричневые разводы или общее изменение цвета, при дальнейшем повышении Т разводы темнеют, появляются темные вкрапления. Если этого у Вас нет, то Т допустимая.

По горловине бункера - обычно стараются держать эту Т до 100 градусов. Потому, что зона цилиндра под горловиной охлаждается контуром водяного охлаждения и при высокой Т будет кипение, которое крайне не желательно по многим причинам. На мой скромный взгляд, под горловиной бункера Т показывается самая неточная, такая "средняя по больнице" так что советовать сложно. Мы на ПК, ПА и прочих "горячих пластиках" держали ее в пределах 60-90С, а на остальных в пределах 40-70С.

Обратное давление (противодавление, backpressure) - очень важный параметр качественного набора дозы. Присутствует на всех современных ТПА. Суть в том, что когда шнек крутится и гонит полимерные гранулы, а затем расплав вперед, то под действием давления расплава он отходит назад и таким образом набирает дозу. Противодавление дополнительно удерживает шнек - таким образом качество смешения повышается. Производители материалов обычно рекомендуют небольшие величины противодавления, но на практике народ смело ставит значения в 20-60% от возможностей машины. Обратной стороной медали при высоком противодавлении является замедление скорости набора дозы. В экстремальных случаях деструкция материала или ситуация, когда дозу не набрать вообще. Если не можете найти эту настройку у себя - выложите снимок экрана ТПА в меню набора дозы - Вам помогут ее найти.

Про декомпрессию уже писал. Без декомпрессии совсем часто не получается. Большая декомпрессия может вызывать резкое замерзание материала на кончике сопла, захват воздуха.

Про ступени впрыска можно на 1000 страниц написать. Тут Вам нужно читать литературу. Если вкратце, то пока позволяет давление и инерция ТПА, то станок реализует любые ваши фантазии, по части впрыска. Случаев, когда нужен впрыск по профилю миллион. Классика - это когда при литье прозачных деталей сначала делают очень медленное заполнение (пока материал течет по литнику), а затем резко увеличивают скорость. Так же часто снижают скорость впрыска ближе к концу заполнения чтобы избежать облоя. Тут надо запомнить главное: современный стандарт - это этап впрыска регулируется по скорости, а подпитки (выдержки, hold) по давлению. НО скорость впрыска прямо зависит от давления - многие забывают это и начинают бессистемно и бессмысленно одновременно менять и то и то на первом этапе Если конкретно Ваша отливка получается качественной при "залил с постоянным профилем и подержал" то мудрить ничего дополнительного не надо. Кстати, современные машины пишут показания каждый цикл - посмотрите на графики и возможно Вы удивитесь, что скорость то не постоянна и падает к концу объема отливки если ТПА упирается в ограничение по давлению выставленное в меню настройки впрыска.

брак литья поликарбоната

- Основной метод производства штучных изделий из пластмасс. Вопросы технологии литья, подбора оптимального сырья, ТПА и т.д.
- The main method of plastics production. Discussion of advantages and disadvantages of various IMM. Questions about technology of molding, selection of optimum raw materials, etc.

брак литья поликарбоната

Наше изделие небольшой штуцер с гайкой. Форму изготовили в Новосибирске. В нашем приборе он стоит в тракте где течёт жидкость температурой от 5 до 55 градусов. Штуцер после отливки на заводе мы отпускаем у себя на предприятии нагревая его до 80 градусов, выдерживаем 2 часа и остужаем. Пока он новый его даже не сломать, но 5-10% постояв в приборе лопаются начинают течь. Те кто готовили форму и те кто льют ничего не могут сказать. Может кто знает как заранее узнать, что он лопнет или может как-то провести анализ пресформы на её пригодность для литья поликарбоната или анализ самого изделия. В принцепе мы готовы оплать услугу если она принесёт результат.

А что за жидкость на картинке штуцер помутнел или это от отжига и отпуска он такой стал?
согласен с ISV, может подобрать другой материал, армированый если высокое давление жидкости.
В справочнике пишут что термообработка ПК при темп 120-130С от 2часов 3мм стенка и до 24 часов более толстые

vgk, а может всё гораздо проще? На штуцере резьба, когда закручивают, то в качестве динамометра применяют кусок трубы, вот он и ломается. Нам так заказчик месяц мозги вворачивал.

с отпуском нам уже объяснили. вот такой технолог там где льют :(
Закручиваем окуратно, от руки, не сильно. остальные детали вокруг поликарбонатные. хотелось бы так всё и оставить, жидкость - вода и молоко, раз в месяц протекает вода около 80 градусов, да и какой-нибудь . может кипяток залить.

Ставить диагнозы через Интернет, дело конечно неблагодарное, но я, в такой ситуации, начал бы с технологии. Материал - поликарбонат характеризуется тем что склонен к несколько большим нежели остальные внутренним напряжениям. Отсюда вопрос первый: Термостатируется ли пресс-форма. Необходимо термостатировать на 80 - 90 град. Вопрос второй: как происходит подпитка, не "передавлено" ли изделие? Еще фактор могущий оказать влияние на прочностные характеристики - сушится ли материал перед литьем? Требует 4 часа при 120 град. Это кратенько то с чего бы я начал.

P.S. У буржуинов на заводе подсмотрел; они образцы изделий из ПК проверяли на микротрещины в каком то реактиве. Помещали прозрачное изделие на 1,5 часа в реактив, там где трещины/напряжения материал мутнел. Что за реактив, добиться не смог, переводчик не смог перевести, короче не поняли друг друга :)

При литье пластмасс под давлением на некачественном оборудовании, при выполнении работы людьми с недостаточной квалификацией или при нарушении технологии могут возникнуть различные дефекты. Рассмотрим подробнее их виды.

Пригарные свили

Причина возникновения свилей во многих случаях может быть выявлена лишь после трудоемких исследований, т.к. природа для возникновения видимых пригоревших свилей и свилей из-за избыточной влажности одинакова. Для устранения проблемы необходимы обширные знания в области полимеров, конструкции оснастки и переработки. По виду это серебристые или темные свили на поверхности, в исключительных случаях — черные пятна.

Свили из-за влаги — вытянутые пятна

Свили из-за повышенной влажности полимерного материала (ПМ) выглядят как блестящие длинные полосы на поверхности литьевых деталей и характерны для достаточно влагоемких ПМ – полиамидов (ПА), АБС-пластика, полиметилметакрилата (ПММА), САН-пластика (сополимера стирола и акрилонитрила), полибути-лентерефталата (ПБТ). При плавлении недостаточно подсушенных ПМ в мате-риальном цилиндре термопластавто-мата (ТПА) наблюдается образование пузырьков водяного пара, которые в процессе литья выходят на поверхность детали и лопаются, вызывая появление U-образных полос.

Когда происходит заполнение формы, совмещается несколько потоков раскаленной массы. В результате появляются спаи. Этот эффект часто встречается при изготовлении полиамидных технических деталей. В спае начинает накапливаться влага, содержащаяся в материале.

Спай прикасается к прохладной стенке формы, появляется тонкая риска. Удалить такой спай очень сложно. Необходимо уменьшить количество влаги в материале, отрегулировать процесс сваривания.

«Волна»

Поверхность, напоминающая волну, образуется во время заполнения формы двумя режимами. Первый регулирует объемную скорость растекания расплава. Когда в гидроприводе недостаточно давления, включается второй режим, регулирующий быстроту падения расплавленной массы.

Серебряные полосы

Во время обработки плохо высушенных гигроскопичных полимеров, рядом с внутренней поверхностью потока, образуются пузырьки влаги. Они начинают растягиваться по стенкам, образую серебристые полосы. Чтобы устранить такой дефект, материал перед началом переработки необходимо тщательно высушить.

Облой

Пригар

На изделии хорошо видны обугленные точки. Это связано со скоростью затекания расплава. Если скорость впрыска слишком большая, воздух мгновенно сжимается. Происходит его запирание. Он начинает разогреваться до температуры 400-600 градусов.

Раскаленный воздух начинает сжигать фронтальные участки материала. Поверхность деталей покрывается яркими черными точками. Чтобы устранить такой дефект, нужно при конструировании пресс-формы, предусмотреть изготовление специальных каналов, по которым будет выходить воздух.

Толщина изделия

Иногда происходит увеличение толщины детали. Причин может быть несколько. Например, произошло образование облоя. Немаловажное значение имеет правильный расчет глубины формы во время формирования, а также создания нужной жесткости оснастки, соответствующей жесткости станка. Чтобы получить нужную толщину, необходимо при проектировании учитывать жесткость формы.

Лишняя масса детали

Каждый производитель стремится уменьшить вес детали, чтобы сэкономить материал. Это возможно, если правильно отрегулировать технологические параметры, влияющие на подачу материала.

Изменение массы отливки

Иногда изделия, отливаемые в одной пресс-форме, отличаются своим весом. Колебание массы может быть связано с несколькими причинами:

неправильно подобрано оборудование;
плохая регулировка;
неисправен станок.

Очень важно правильно подобрать автомат с нужным объемом впрыска. Когда объем отливки меньше 30% от минимального объема впрыска, изменяется ход шнека, начинает изменяться масса изделия. Также должна быть правильно выбрана сила запирания формы. Когда ее недостаточно, форма начнет увеличивать объем в разных циклах работы. Масса изделия начнет колебаться.

Детали плохо снимаются

Основной причиной тяжелого съема, считается повышенное прилипание расплава к внутренним поверхностям. Тяжелый съем, зависит и от нескольких других факторов:

плохая конструкция;
неровности;
поднутрения;
разная температура нагрева половинок формы.

Чтобы устранить прилипание, необходимо доработать форму. Иногда помогает добавление в материал специальных модифицирующих добавок. Изделий будет сниматься намного проще, если изменить технологические параметры.

Плохой глянец

Этот показатель влияет на внешний вид детали. Он зависит от нескольких факторов:

свойства материала;
качество внутренней поверхности формы;
технологический процесс литья.

Для получения хорошего глянца, использует несколько различных материалов:

пластик – МСН, АБС;
полиметилметакрилат – ПММА;
обычный полистирол – ПС.

Блестящая поверхность достигается обработкой формирующей поверхности. Она должна отличаться высоким классом чистоты.

Недоливы

Когда заполнение формы выполнено не полностью, говорят о недоливе. Основной причиной считается использование материала, несоответствующей вязкости, а также гидравлическое сопротивление при затекании расплава. Недоливы могут образовываться в случае неправильной работы литьевой машины, не хватает порции расплава.

Коробление

Это явление возникает при отклонении поверхности детали от основной плоскости. Причиной появления такого брака является:

релаксация ориентации;
неравномерное охлаждение;
неодинаковая скорость кристаллизации;
изменения размеров отдельных участков после охлаждения.

Чтобы не допустить коробления, необходимо обеспечить равномерное охлаждение детали. Этого можно добиться правильной регулировкой литейной машины.

Утяжины

Появление утюжин зависит от чистоты обработки формирующей поверхности. Чем она выше, тем сильнее видны мельчайшие неровности. Когда в форме необходимо установить ребра жесткости, их негативное влияние сглаживается созданием специальной «шагреневой кожи». Особые рифления, расположенные на формовочной поверхности хорошо проявляются на готовой детали.

Пустоты

Различные каверны, воздушные пузыри в теле изделия называются кавернами. Чтобы они не образовывались необходимо увеличить объем впрыска. Появление пустот зависит от настройки оборудования, заданных технологических параметров.

Дырки

Если нарушается соосность, в стенках деталей возможно появление дырок. Для ликвидации подобного брака, необходимо проверить соосность. При обнаружении отладить конструкцию пресс-формы.

Заказать качественное литье из пластмасс с гарантией Вы всегда можете в компании AVTOP!

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ ИЗ ПОЛИКАРБОНАТА МЕТОДОМ ЛИТЬЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Области применения пластмасс с каждым годом все увеличиваются. В настоящее время пластические массы широко применяются в автомобильной и авиационной промышленности, судостроении, железнодорожном транспорте, медицине и других отраслях народного хозяйства. Из пластических масс можно производить разнообразные конструкционные, декоративные, тепло- и звукоизоляционные трубы, пленки, изделия электротехнического назначения, детали для радиоэлектроники.

Стимулом для развития производства шин, пластмасс, резинотехнических изделий и других химических материалов является планируемое удвоение производства автомобилей в России за счет реализации режима «промышленной сборки», который предполагает 30-ти процентную локализацию.

Доля пластмассы в среднем составляет 14% общего веса транспортного средства среднего класса. Пластмассы делают автомобиль легче. Вследствие этого больше чем 2,3 млн. т топлива экономятся каждый год только в Западной Европе. Это значит, что выбросы СО₂ сокращаются примерно на 9,2 млн. тонн в год. В 2008 году доля пластмасс в автомобиле увеличилась примерно на 18%, что существенно сказывается на сокращении выбросов вредных газов в атмосферу.

Дверные ручки, решетка радиатора, корпус зеркала изготавливаются из пластмасс, способных выдерживать большую нагрузку, например, из полиамида, полибутилентерефталата или сополимеров стирола.

В некоторых машинах на настоящий момент присутствует более 30 кг подобных материалов. Чехлы для сидений делаются с нанесением специальных покрытий, прочных и износостойких. В панели приборов используется полиамид, полиуретан, поликарбонат.

Уже сегодня в каждой машине с завода использованы несколько десятков видов полимерных материалов - и каждый килограмм пластмассы заменяет значительно более тяжелые металлы, помогает экономить горючее. В 2020 году, по мнению специалистов, каждый новый автомобиль будет на одну четверть состоять из полимерных материалов. Неудивительно, что эксперты прогнозируют значительные темпы роста использования полиамида, полиформальдегида и поликарбоната в европейском автомобилестроении.

Поэтому можно сделать вывод, что производство комплектующих деталей из поликарбоната для автомобильной промышленности будет экономически выгодно и целесообразно.

1. Технологическая часть

1.1. Обзор методов переработки.

Поликарбонат перерабатывают всеми известными для термопластов способами, однако, главным образом – экструзией и литьем под давлением при 230-310 °C, а также вакуумформованием. Выбор температуры переработки определяется вязкостью материала, конструкцией изделия и выбранным циклом литья. Давление при литье 100-140 МПа. Литьевую форму подогревают до 90-120 °C. Для предотвращения деструкции при температурах переработки поликарбонат предварительно сушат при 115±5 °C до содержания влаги не более 0,01 %.

1.1.1.Обоснование выбранного метода

Данную деталь можно изготавливать литьем под давлением и прессованием. Однако, литье под давлением - наиболее распространенный и прогрессивный метод переработки пластмасс. Этим способом можно перерабатывать все без отключения термопластичные полимеры. Этот метод позволяет получать изделия сравнительно сложной конфигурации и тонкостенные изделия. Литьем под давлением изготавливают изделия с высокой точностью размеров и высоким классом чистоты поверхности. Литье под давлением - периодический процесс, в котором технологические операции выполняются в определенной последовательности по замкнутому циклу. Поэтому процесс литья под давлением довольно просто автоматизируется. Этот метод позволяет получать изделия при небольших затратах труда и энергии. Литье под давлением также является более высокопроизводительным, по сравнению с прессованием, методом переработки пластмасс.

Исходя из вышеизложенного, получать данное изделие предпочтительнее методом литья под давлением.

1.2. Характеристика сырья.

Поликарбонат – синтетический термопластичный полимер, один из видов сложных полиэфиров угольной кислоты и дигидроксисоединений (линейный полиэфир угольной кислоты и двухатомных фенолов). Образуются из соответствующего фенола и фосгена в присутствии оснований или при нагревании диалкилкарбоната с двухатомным фенолом при 180-300 °С. Продукт полимеризации полибисфенол-А-карбоната. Твердое прозрачное аморфное вещество. Выпускается в виде прозрачных гранул.

Поликарбонат (ПК) получают поликонденсацией в расплаве при температуре 230±10 0 С. Для уменьшения вероятности протекания побочных реакций (окисление, деструкция, декарбоксилирование и т.д.) процесс проводят сначала в токе инертного газа, а завершают в вакууме, чтобы полнее удалить низкомолекулярные вещества. Высокие температуры ускоряют процесс, способствуют быстрому удалению побочных веществ и низкомолекулярных продуктов. Расплав выдавливают из реактора в виде ленты, которую затем измельчают. Упаковывают ПК в трехслойные мешки с полиэтиленовым вкладышем или в мягкие контейнеры.

Реакция поликонденсации бисфенола-А с фосгеном:

Поликарбонат предназначен для изготовления методом литья под давлением и экструзией различных изделий конструкционного и электроизоляционного назначения, применяемых в машиностроении, радио-свето-электротехнике и прочих отраслях промышленности. Устойчив к воздействию водных растворов минеральных и органических кислот, бензина, спиртов, масел, нестоек к действию хлорсодержащих углеводородов жирного и ароматического ряда, диоксана, метакрезола и тетрагидрофурана.

Массовая доля гранул размером 2-8 мм по длине и ширине, %, не более

Массовая доля золы, %, не более

Массовая доля летучих, %, не более

Показатель текучести расплава, г/10мин

Разброс показателя текучести расплава в пределах партии, %, не более

Показатель текучести при растяжении, МПа, не более

Относительное удлинение при разрыве, %, не более

Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 6 Гц, не менее

Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 6 Гц, не менее

Электрическая прочность, кВт/м, не более

Гранулы бело-прозрачного цвета

Обычное обозначение поликарбоната на российском рынке – ПК или PC. Высокотермостойкий поликарбонат иногда обозначается как PC-HT.

Условное обозначение российского поликарбоната состоит из обозначения химической природы материала: ПК – поликарбонат; букв Л или Э, указывающих рекомендуемый метод переработки: Л – переработка литьем под давлением, Э – переработка экструзией; обозначения добавок в составе марки: Т – термостабилизатор, С – светостабилизатор, О – краситель; числа, соответствующего максимальному показателю текучести расплава: 7,0 или 12 или 18 или 22; цвета и обозначения нормативного документа, в соответствии с которым произведен поликарбонат.

Основными промышленными способами получения поликарбонатов являются:

фосгенирование бисфенолов в органическом растворителе в присутствии третичных органических оснований, связывающих соляную кислоту — побочный продукт реакции (способ поликонденсации в растворе);

фосгенирование бисфенолов, растворенных в водном растворе щелочи, на поверхности раздела фаз в присутствии каталитических количеств третичных аминов (способ межфазной поликонденсации);

переэтерификация ароматических эфиров угольной кислоты (диарилкарбонатов) бисфенолами (способ поликонденсации в расплаве).

Способ поликонденсации в растворе (в среде пиридина или смеси пиридина с метиленхлоридом) и способ межфазной поликонденсации (одна фаза — водно-щелочной раствор бисфенола, другая фаза — метиленхлорид, гептан, дибутиловый эфир и другие растворители, не смешивающиеся с водой) осуществляются при невысокой температуре и дают возможность получать поликарбонат с различными значениями молекулярной массы. Но в каждом из них применяются разбавленный растворы компонентов и поэтому приходится пользоваться аппаратурой большого объема, регенерировать органические растворители и подвергать очистке промывные воды.

Способ переэтерификации обеспечивает получение поликарбонатов повышенной чистоты и не нуждается в применении растворителей, но он обладает меньшей универсальностью в сравнении с предыдущими способами (получается поликарбонат с невысокой молекулярной массой), протекает только при высоких температурах (250-300 °С ) и при использовании особо чистых компонентов, что значительно удорожает сырье.

Под действием повышенной температуры и влаги в процессе переработки может происходить деструкция полимера заключающаяся в реакции гидролиза, при этом происходит пожелтение полимера.

1.3. Характеристика готовой продукции.

Поликарбонат — бесцветная прозрачная масса с температурой размягчения 180-300°С (в зависимости от метода получения) и молекулярной массой 50000-500000. Характеризуется сравнительно небольшим коэффициентом теплопроводности (0,198 Вт/м·К при 200 ºС и 0,255 Вт/м·К в состоянии расплава), это значение приблизительно такое же, как для полипропилена, но в 2 раза меньше, чем для полиэтилена низкого давления. От коэффициента теплопроводности зависит скорость передачи тепла от стенок пластицирующего цилиндра к полимеру, а также от полимера к стенке формы. Поскольку поликарбонат гигроскопичен, то его необходимо перед переработкой высушивать.

Максимально допустимая температура сушки поликарбоната равна 130 ºС. Для сушки можно использовать сушилки с подвижным и неподвижным слоем, а также вакуум-сушилки. Содержание влаги в перерабатываемом поликарбонате на практике определяет приближенными методами, не требующими специального оборудования и позволяющими установить степень сушки полимера с достаточной точностью.

Имеет высокую теплостойкость - до 153 °С. Термостойкие марки (PC-HT), представляющие собой сополимеры, выдерживают температуру до 160-205°С. Обладает высокой жесткостью в сочетании с очень высокой стойкостью к ударным воздействиям в том числе при повышенной и пониженной температуре. Выдерживает циклические перепады температур от -253 до +100 °С. Базовые марки имеют высокий коэффициент трения. Рекомендуется для точных деталей. Имеет высокую размерную стабильность, незначительное водопоглощение. Нетоксичен. Подвергается стерилизации. Имеет отличные диэлектрические свойства. Допускает пайку контактов. Обладает хорошими оптическими свойствами. Чувствителен к остаточным напряжениям. Детали с высокими остаточными напряжениями легко растрескиваются при действии бензина, масел. Требует хорошей сушки перед переработкой. Поликарбонат обладает высокой химической устойчивостью к большинству неинертных веществ, что дает возможность применять его в агрессивных средах без изменения его химического состава и свойств. К таким веществам относятся минеральные кислоты даже высоких концентраций, соли, насыщенные углеводороды и спирты, включая метанол. Но следует также учитывать, что ряд химических соединений оказывают на материал ПК разрушающее действие (среди полимеров не много таких, которые стойко выдерживают контакт с ними). Этими веществами являются щелочи, амины, альдегиды, кетоны и хлорированные углеводороды (метиленхлорид используют для склеивания поликарбоната). Материал частично растворим в ароматических углеводородах и сложных эфирах.

Несмотря на кажущуюся устойчивость поликарбоната к таким химическим соединениям, при повышенных температурах и в напряженном состоянии листового материала (например, изгиб) они будут действовать как трещинообразователи. Это явление повлечет за собой нарушение оптических свойств поликарбоната. Причем максимальное трещинообразование будет наблюдаться в местах наибольших изгибных напряжений.

Еще одной отличительной чертой поликарбоната является высокая проницаемость для газов и паров. Когда требуются барьерные свойства (например, при ламинировании и применении декоративных виниловых пленок средней и большой толщины от 100 до 200 мкм), необходимо на поверхность поликарбоната предварительно нанести специальное покрытие.

Поликарбонат - не имеет аналогов по механическим свойствам среди применяемых в настоящее время полимерных материалов. Он сочетает такие свойства, как высокая термостойкость, уникальная ударопрочность и высокая прозрачность. Его свойства мало зависят от изменений температуры, а критические температуры, при которых этот материал становится хрупким, находятся вне диапазона возможных отрицательных температур эксплуатации.

Характеристики марочного ассортимента (минимальные и максимальные значения для промышленных марок) представлены в табл. 2.

Читайте также: