CS207116B1 - Method of making the objects from the polylactames - Google Patents

Description

== POPIS VYNÁLEZU

REPUBLIKA K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ 207 116 (Π) (Bl)

(61) (23) Výstavní priorita(22) Přihlášeno 14 12 79(21) PV 8789-79 (51) IntCl? B 29 C 11/00

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněno 2.5 09 80(45) Vydáno 01 11 83

Autor vynálezu PIFKA LADISLAV ing., HRADEC KRÁLOVĚ a. KŘÍŽ VÁCLAV ing., JAROMĚŘ (54) Způsob výroby předmětů z polylaktamů 1

Vynález se týká způsobu výroby předmětů z polylaktamů, zejména tyčovitého tvaru seštíhlostním poměrem 1:4 až 1:100, metodou alkalické polymerace monomerní směsi laktamu asložek katalytického a aktivačního systému, případně dalších látek, jako plniv, barviv,změkčovadel a stabilizátorů. Při výrobě předmětů z polylaktamů polymerace probíhá v temperovaných formách, jejichžtvarovací dutiny se plní roztavenou monomerní směsí laktamu, popřípadě více laktamů spolus dalšími složkami. Během procesu polymerace dochází v porovnání s objemem výchozí monomer-ní směsi k objemovému smrštění, jež může být příčinou vad a defektů ve vyráběných předmětech.Objemová smrštění můžeme přiřadit třem následně probíhajícím dějům a to polymeraci, to jepřeměně monomerní látky v polymer, krystalizaci vzniklého polymeru a tepelnému smrštěníčástečně krystalického polylaktamů během ochlazování. Objemové úbytky je třeba doplňovatpřeskupováním polymerující směsi, pokud se tato ještě nachází v kapalném nebo plastickémstavu. U předmětů jednoduchého tvaru, např. u válce s poměrem průměru k výšce menším než 1:3se přeskupování polymerující směsi dělo i pouhým působením gravitačních sil, bez potřebyzvláštního zdroje tlaku.

Dobrých výsledků při beztlakovém polymeračním. odlévání lze dosáhnout rovněž udržováním 207 U6 / 207 118 polymeračního systému v adiabatických podmínkách, kdy při stejné počáteční·teplotě v celémobjemu probíhá polymerace stejnou rychlostí. V technické praxi se však bylo možno těmtoideálním adiabatickým podmínkám pouze přiblížit v těch případech, kdy se podařilo odstranitvliv tepelné kapacity formy a dosáhnout dostatečné tepelné izolace tvarovací dutiny od oko-lí. Ve většině případů, zvláště u předmětů s velkým povrchem, nestejnou tlouštkou profiluapod., se tepelné podmínky značné odlišovaly od ideálních a proto bylo třeba nerovnoměrnývznik objemových úbytků kompenzovat působením tlaku na obsah formy, nebot beztlakovým způ-sobem nebylo možno vyloučit vznik vnitřních vad. V technické praxi jsou známy způsoby výroby předmětů z polylaktamů polymerací ve for-mách za působení tlaku, které se realizují na zařízeních, jež jsou ve většině případů obdo-bou vstřikovacích nebo lisovacích strojů, pro zpracování granulovaných nebo práškovýchplastů. Průběh polymerace se v těchto případech liší časovým průběhem tlaku, jeho velikostía způsobem dávkování monomerní směsi. Je například známa metoda,chráněná švýcarským paten-tem 503 574, spočívající v tom, že monomerní směs ohřátí na počáteční teplotu polymeracese dávkovala bez tlaku do otevřené tvarovací dutiny formy, která se po částečném zpolyraero-vání směsi uzavřela tvárníkem, jenž působil na obsah formy tlakem a dodával polymerujícíhmotě konečný tvar. Velikost tlaku se přitom pohybovala v rozmezí '20 až 80 íJPa. Je zřejmé,že potřeba těchto, poměrně vysokých tlaků, pro výrobu předmětů z polymerů prostých vad,kladla vysoké nároky na technologická zařízení vyvozující tlak, tak i na samotné formy na-,máhané vysokými tlaky, které z tohoto důvodu musely být hmotné, rozměrné a nákladné. K odstranění těchto nedostatků a k dosažení dobrých parametrů při výrobě předmětů zpolylaktamů, zejména tyčovitého tvaru byl vyvinut způsob podle vynálezu, jehož podstataspočívá v tom, že monomerní směs laktamu se během polymerace v tvarovací dutině zahřívána teplotu, jejíž velikost ve směru podélné osy tvarovací dutiny spojitě rostě v rozpětído 100 °C, přičemž minimální hodnota je shodná nebo vyšší než počáteční teplota monomernísměsi. (J předmětů s vyšším štíhlostním poměrem se vyšší teplotou zahřívá střední část tva-rovací dutiny a směrem k okrajům její hodnota klesá. Pro další zlepšení.výsledků se běhempolymerace a krystalizace amorfního polylaktamů na něj působí tlakem menším než 10 MPa.’

Pokrokovost způsobu podle vynálezu se projevuje, zejména v tom, že působením teplotníhoprofilu o spojitém průběhu rozloženého v závislosti na štíhlostním poměru po délce tvarovacídutiny, do níž je vnesena monomerní směs, se dosáhne urychlování polymerační reakce v místechs vyšší teplotou, takže se zde dříve dosáhne rovnovážného stadia. Tím se časově rozprostřeobjemové smrštování a odstraní se tak příčina vzniku trhlin a jiných vad. Umístěním hornímeze zahřívací teploty do střední části tvarovací dutiny se dosáhne optimálních výsledků iu předmětů s vysokým štíhlostním poměrem. Stejný účinek se projevuje i při krystalizaciamorfního polymeru. Účinky působení teplotního toku vytváří předpoklady pro další zlepšeníkvality předmětů z polylyktamů vyvoláním tlaku na obsah formy, přičemž potřebná hodnotatlaku je v tomto případě podstatně nižší než u dříve používaných metod bez teplotníhoovlivňování polymeračního procesu. Pozitivních výsledků se dosahuje již od tlaku 0,5 MPa.

Tato okolnost představuje podstatné výhody při konstrukci teohnologiokého zařízení, které 207 110 může být jednodušší, klade menší nároky na silové prvky a utěsnění formy a je proto i ekono-micky výhodnější. Dále je popsán příklad provádění způsobu podle vynálezu při výrobě tyče stálého kruho-vého průřezu o průměru 38 mm a délce 1350 mm /štíhlostní poměr 1:35,5/ z póly-6-kaprolaktamu.Pro tváření této tyče se použije forma z hliníkové slitiny o délce tvarovací dutiny-1500 mm v a tloustce stěny 4 mm. Izolační schopnost pláště 3e volí tak, aby přebytečné teplo vyproduko-vané při reakcích se stačilo odvést do okolí natolik, aby teplota uvnitř formy nepřesáhlabod tání polymeru. Vyhřívání tvarovací dutiny formy se realizuje elektrickým topným kabelem,jenž se navine do tvaru šroubovice na povrch formy, přičemž stoupání šroubovice je proměnli-vé v závislosti na požrfdované teplotě v různých místech formy. Tímto opatřením se ve směrupodélné osy vytvoří teplotní gradient o spojitém průběhu, jenž je vektorem udávajícím stupeňzměny velikosti teploty ke vzdálenosti. Jeho průběh je uveden v následující tabulce:

Vzdálenost od horního 'Teplota Poznámka okraje formy /mm /°C/ 0 155 minimum 300 17ε 600 188 700 ISO maximum 900 187 1 200 176 1 500 158

Takto vyhřátá forma se naplní monomemí směsí 6-kaprolaktamu s přídavkem 0,3 molárních% sodné soli kaprolaktamu jako katalysátorů a 0,3 mol. % 4,4’ -di-fenylmetandiizokyanátujako aktivátoru polymerační reakce. Po uplatnění se uzavře tvarovací dutina a na směs sepůsobí tlakem 1,5 MPa. Po 30 minutách se reakce ukončí a po krátkém ochlazení se výrobekvyjme z formy. Ovlivňováním rychlosti polymerace vytvořením teplotního gradientu se časověrozprostřou procesy vyvolávající objemová smrštění a docílí se příznivějších podmínek projejich vyrovnání. Získaná tyč je bez vnitřních i vnějších vad, pevnost materiálu tyče v ta-hu v bezvodném stavu je 78,5 kPa a obsahuje 3,6 % vodou rozpustitelných látek. Při tvarování tyčí se štíhlostním poměrem menším než v popsaném příkladě se dosahujevyrovnání objemových smrštění uvnitř odlitku a tím optimální kvality i při takovém vyhřívá-ní tvarovací dutiny, kdy místo o nejvyšší teplotě je na jednom konci formy a směrem k druhé-mu konci se teplota spojitě snižuje.

Aby mohly být vyhodnoceny parametry a kvalita odlitku vytvarovaného metodou podle vyná-lezu, byla monomerní směs laktamu o shodném složení, téže počáteční teplotě, tlaku a rozmě-rech tvarovací dutiny, jako ve výše popsném příkladu provedení, polymerována ve formě vyhří-vané na teplotu shodnou v celé délce tvarovací dutiny v olejové lázni 170 °C teplé. Po pro-běhnutí polymerace byly vytvarované tyče podélně rozříznuty a zkoumány, přičemž bylo zjištěno

Claims (3)

1. 207 110 že u’60 % z nich se vyskytují vnitřní vady v podobě dutin kulového nebo vejčitého tvaru oprůměru 2 až 8 mra, v některých případech až 12 mm. Tato zjištění potvrdila technický význama opodstatnění vynálezu. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby předmětů z polylaktamů, zejména tyčovitého tvaru se štíhlostním poměrem 1:4až 1:100, metodou alkalické polymerace monomemí směsi laktamu a složek aktivačního a ka-talytického systému, případně dalších látek, jako plniv, barviv, stabilizátorů a změkčovadel, vyznačující se tím, že monomemí směs laktamu se během polymerace v tvarovací dutinězahřívá na teplotu, jejíž velikost ve směru podélné osy tvarovací dutiny spojitě roste v rozpětí do 100 °C, přičemž minimální hodnota je shodná nebo vyšší než počáteční teplotamonomemí směsi laktamu.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že zahřívací teplota dosahuje horní meze vestřední části tvarovací dutiny a směrem k okrajům její hodnota klesá.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že během polymerace a krystalizace amorfníhopolylaktamů se na něj působí tlakem o hodnotě menší než 10 MPa. Vytiskly Moravské tiskařské závody,provoz 12, Leninova 21, Olomouc Cena: 2,40 Kčs