Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 5
Текст из файла (страница 5)
спекания образовавшегося слоя при нагр. его выше т-ры плавления или т-ры текучести П. м. Порошок полимера на пов-сть формы наносят в псевдоожи- 11 женном («кипящемн) слое или струйным методом с помощью пистолета-распылителя. При изготовлении изделий методом засыпки в ограничит, оснастку засьшают порошок или гранулы термопласта. Загрузочное отверстие закрывают теплоизолирующей крышкой; оснастку нагревают выше т-ры текучести или т-ры плавления полимера и выдерживают до тех пор, пока у ее стенок не расплавится слой полимера нужной толщины; извлекают из термостата, охлаждают и высыпают нерасплавившиеся гранулы. В дальнейшем производят окончат. оплавление слоя, нагревая материал в оснастке без тепло- изолирующей крышки.
Методом засыпки изготовляют сравнительно тонкостенные крупногабаритные изделия (прогулочиые лодки, бидоны для хранения и транспортировки хсидкостей и др.). Методы переработки армированных полимерных материалов Особенностью изготовления изделий из армированных П. м. является то, что материал и изделие в большинстве случаев изготовлшотся из исходных компонентов одновременно. Для создания изделий с требуемыми эксплуатац.
св-вами выбранные методы и режимы переработки должны обеспечивать необходимую монолитность материала, требуемое содержание, ориентацию и равнонапряжеицость армируюшего наполнителя. Подготовит. операции включают подготовку наполнителя (сушка, разл. виды знергетич. и хим. обработки дпя улучшения совмещения со связующим), формообразующей и формующей оснастки и оборудования, а в ряде случаев — приготовление связующего и его нанесение на наполнитель. Структура н форма используемого армируюшего наполнителя во многом определшот выбор метода изготовления заготовки изделия. Получение заготовки изделия выбранным методом осуществляют путем укладки армирующего наполнителя в заданной последовательности на оснастке, определяющей форму будущей детали.
При этом ориентация волокнистого наполнителя выдерживается в соответствии с эпюрой напряжений, что обеспечивает требуемую анизотропию св-в материала в изделии. Изготовление заготовки детали может производиться с использованием препрега-предварительио пропитанного связующим наполнителя, высушенного или подотвержденного (т. наз. сухой способ намотки, выкладки). с пропиткой наполнителя в процессе его выкладки или намотки (т. наз.
мокрый способ намотки, выкладки), с чередованием слоев непропитаниого или частично пропитанного наполнителя со слоями связующего в вице плавкой пленки или с использованием наполнителсй, в к-рых армирующие волокна чередуются с волокнами матричного материала (волоконная технология). Получение заготовки изделия из П. м., армированных непрерывными волокнистыми наполнителями (гл. обр.
нитями, жгутами, ровингами, лентами, тканями, трикотажными материалами), осуществляют методами послойной выкладки, намотки, методом плетения или ткачества, а также комбинир, методом. Методом послойной выкладки с наполнителями из непрерывных волокон изготовляют заготовки листов, плит, обшивок, а также изделий сравнительно простых геом. форм.При послойной выкладке слои препрега или непропитанного армируюшего наполиителя последовательно, соблюдая заданную ориентацию, собирают на жесткой форме (пуансоне), повторяющей форму изделия, в пакет до требуемой толщины.
В процессе выкладки производят послойное уплотнение пакета с помощью ролика или др. инструмента. При серийном произ-ве применяют спец. выкладочные установки или комплексы с применением робототехники и программного управления. Метод намотки широко применяют для изготовления заготовок изделий, имеющих форму тел вращения.
При использовании однонаправленных непрерывных армируюших наполиителей в виде нитей, жгутов, лент, ровницы 12 применяют окружную, продольную, спиральную (гелнкоидную) или комбинир. намотку. Спиральную намотку примензпот для изготовления оболочек совместно с днищами, деталей коннч. формы, изделий переменного сечения. При комбннир. намотке сочетают в любых вариантах спиральную, продольную или окружную намотку для достижения требуемой анизотропни св-в материала. Простейший вид комбинир. намотки — продольно-поперечная. Применение многокоординатных намоточных станков с программным управлением позволяет автоматизировать процесс намотки и сделать его высокопроизводительным. При использовании армирующнх наполнителей в виде тканей, холстов, бумаги, лент с перекрестным расположением волокон применяют окружную намотку с прикаткой, напр, при изготовлении труб, цилиндров, оболочек коннч.
формы. Вели уплотнение материала вследствие натяжения наполнителя или при прикатке является достаточным для обеспечения необходимой плотности материала при послед. отверждении изделия, то намотка представляет собой и метод формования. Комбинированные методы создания заготовок изделий включают песк. разл. методов при сборке одной детали, напр. сочетание послойной выкладки и намотки. Указанные выше методы позволяют ориентировать наполнитеть в одной или двух плоскостях изделия. При необходимости получения объемного армирования в трех и более плоскостях применяют метод плетения или ткачества заготовки из жгутов или нитей. Направление армирования и содержание наполнителя в каждом из направлений определяются условиями эксплуатации детали.
Метод плетения применяется также для создания многослойных заготовок деталей, в к-рых слои механически связаны между собой. Изготовление заготовки детали из П. м., армированных короткими волокнами, производят методом послойной выкладки с использованием рулонных иаполиителей в виде матов, холстов, войлока, бумаги, как предварительно пропитанных, так и пропнтываемых в процессе изгоговления заготовки, а также методами напыления, насасывания и осаждения рубленых волокон. Прн изготовлении заготовок изделия методом напыления в качестве наполнителей используют отрезки жгутов (30-60 мм), к-рые с помощью спец.
установок напыляют потоком воздуха совместно со связующим на форму до достижения требуемой толщины. Этим методом производят крупногабаритные изделия, напр. корпуса лодок и катеров, элементы легковых и грузовых автомобилей, контейнеры разл. назначения, плават. бассейны, покрытия полов, облицовки бетонных конструкций.
Метод насасывания применяют при произ-ве изделий сравнительно небольших размеров. Изготовление заготовки осуществляют гл. обр, в камере насасывания, в верх. часть к-рой подается рубленое волокно (рис. 12)1 в ннж. части Ряс 12 Изготавлевяе заготовок деталей аз армвровавнык пласта. ко методом наоюываная 1 бобяна со нтутом, 2-рсзательаое устройство; 2-воронка длв по. рошкообразнога сввзуюшего, 4- камера, З-пястолет лля напылення падкого связующего, б-перфорар форма, 7- врашаюшнйся стол, В-вснпыятор у камеры на вращающемся столе смонтирована псрфорир.
форма, через к-рую с помощью мощного вентилятора просасывается (прокачивастся) воздух. Распыленное волокно, увлекаемое потоком воздуха, насасывается на форму до обеспечения требуемой толщины. Метод позволяет использовать как сухие связующие в виде порошка или плавких полимерных волокон, подаваемых совместно с армирую- 13 ПОЛИМК РНЫХ И у 1х Г 1й 1 1 1 1 1 1 1 ун вачууя-часесу 1 ь 1 -( 1 ! 1 1 1 1 0,5 ийа '1 ч еач3ув-естес~ 1 Рас 13 Формованне вздел й аз армнрованнык поламерн материалов разл. ме одамн а-вакуумным, б-вакуумаоввтоклаавым, е-прссскамервым (1- ормоеаннс нв пуансоне, и- матрене), 1-пуансон, 2 з готовка наделяя; .
-суада, л-дрснапг~ый слой, 5 -эластичный мешок учеколу, 6 рамелнт с юй, 7-врегшенне зластякного мешка, В-мазрнна, 9-термошка(Ь 1О-автоклав. 14 щим волокном, так и жидкие свюующие, наносимые на насасываемую заготовку при помощи пистолетов, расположенных по периметру камеры. После насасывания заготовка вынимается из камеры и формуется одним из перечисленных ниже методов. Насасывание, кроме того, может проводиться из суспензии волокон в жидкой среде по бумагоделательной технологии (см.
Бумага). После формирования заготовка детали подвергается формованию разл. методами. Метод контактного формования применяют при изготовлении деталей с применением полиэфирных и эпоксидных связующих холодного отверждения преим. в сочетании с созданием заготовки методом выкладки. При этом способе формования пропитанные связующим слои наполнителя уплотняют путем прнжатия кистью или прокатки роликом. Огверждение материала производится без приложения постоянного давления в осн. при т-ре цеха. При изготовлении крупногабаритных деталей широкое распространение получили вакуумный, вакуумно-автоклавный н пресскамерный методы формования с использованием эластичного мешка (чехла).
В этих случаях на оправку по форме изделия наносят разделит. слой (для предотвращения прилнпания формуемой детали), выкладывают или наматывают заготовку изделия, на к-рую последовательно укладывают перфорир. разделит. слой, цулагу (металл, слоистый пластик), дренажный слой (матернал в виде войлока, песк. слоев стеклоткани нли металлич. сетки), защитный слой из ткани или пленки и эластичный мешок из резины„прорезиненной ткани или термостойкой полимерной пленки с большим удлинением, к-рый герметично соединяют с формой (рис.
13). Вакуумным насосом из-под эластичного мешка откачивают воздух. Для отверждения связующего форму с заготовкой помещают в термошкаф (вакуумный способ), а если требуется высокое давле- 12 ПОЛИМЕРНЫХ ние-в пресскамеру или автоклав. Формование осуществляется вследствие разности давлений между внеш. давлением в термошкафу, пресскамере (0,15-0,5 МПа) или автоклаве (0,3-2,5 МПа) и остаточным в эластичном мешке. При вакуумном способе формования давление составляет 0,05-0,09 МПа. Метод широко используют при изготовлении трехслойных конструкций с легким заполнителем, не допускающим высоких давлений при формовании. При необходимости повыш, давления формования для обеспечения требуемого качества детали, а также при серийном произ-ве изделий из армир. пластиков небольших и средних размеров применяют метод прессования в жесткой прессформе, к-рый изложен выше.
При серийном произ-ве крупногабаритных деталей сравнительно простой конфигурации, изготовляемых из пропитанных слоистых наполнителей в жесткой прессформе, формование часто осуществляют не на прессах, а в термошкафах, применяя метод формования в болтовой форме. В жесткую форму, имеющую пуансон и матрицу, помещают заготовку детали и форму смыкают с помощью болтов до обеспечения окончат. толщины детали. При необходимости приложения больших усилнй для смыхания формы используют пресс с послед.
стяжкой болтами. Собраннъ~е формы помещают в термошкафы, где осуществляется температурный режим отверждения и формования. Метод позволяет изготовлять сразу большое кол-во деталей одновременно. При термокомпрессионном формовании заготовку формуемой детали помещают на жесткий пуансон или матрицу, покрывают или обматывают формуюшим материалом с высоким коэф. термич. расширения, напр. термостойкой кремнийорг.
резиной, и накрывают ограничит. оснасткой, к-рую плотно, напр. с помощью болтов, соединяют с пуансоном илн матрицей, создавая начальное давление. В процессе нагрева уплотнение заготовки осуществляется вследствие термич. расширения формующего материала, расположенного между заготовкой и жесткой ограничит.
формой. Метод позволяет значительно упростить конструкцию прессформы и обеспечить равномерное распределение давления по всей пов-сти формуемой детали. Центробежный метод формования основан на уплотненни материала вследствие возникновения центробежнов силы, возникающей при вращении оправки с заготовкой детали. Данный метод применяют при изготовлении крупногабаритных цнлиндрич. и слабоконич. оболочек из композиц. материалов с неориентированным расположением волокон, получаемых гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
