PL108935B1 - Method of producing precision castings from polyamides by the polymerization of lactams - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia odlewów precyzyjnych z poliamidów przez po¬ limeryzacje laktamów.Dotychczas precyzyjne ksztaltki takie jak ele¬ menty kól zebatych, slimaków itp. otrzymywano w ten sposób, ze do formy bedacej negatywem przyszlego odlewu wlewano mieszanine laktamu z inicjatorem i aktywatorem. Po zakonczeniu pro¬ cesu polimeryzacji i krystalizacji odlew chlodzo¬ no i odformowywano ksztaltke.Otrzymanie tym sposobem ksztaltek o waskim polu tolerancji napotyka na trudnosci zwiazane z nierównomiernym skurczem krystalizacyjnym, a takze mozliwoscia wystapienia niejednorodnosci i inkluzji w polimerze.Celem wynalazku jest opracowanie takiego spo¬ sobu, który wykluczylby wystepowanie niepoza¬ danych skurczów technologicznych, jak równiez niejednorodnosci i inkluzji w polimerze, co wply¬ neloby na zwiekszenie dokladnosci ksztaltu odle¬ wu, jak i polepszenie parametrów wytrzymalos¬ ciowych wytwarzanych odlewów.Cel ten osiagnieto w ten sposób, ze powstajacy polimer, w momencie gdy efekt cieplny towarzy¬ szacy reakcji polimeryzacji osiaga swe maksimum, poddaje sie cisnieniu 0,5 do 130 at i utrzymuje sie je co najmniej do zakonczenia procesu krystali¬ zacji. Cisnienie to wywoluje sie znanymi sposobami, jak na przyklad tlokiem, membrana lub gazem. lt 1S 20 30 Odlewy wytwarzane sposobem wedlug wynalaz¬ ku charakteryzuja sie malym skurczem technolo¬ gicznym liniowym i nieduzym wspólczynnikiem nierównomiernosci wymiaru. Poza tym dzieki wiekszej jednorodnosci struktury uzyskanego od¬ lewu wzrasta jego wytrzymalosc mechaniczna.Sposób wedlug wynalazku zobrazowano na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia charaktery¬ styczny przebieg zmian termicznych w polimerze dla procesu pseudoizotermicznego przy anionowej polimeryzacji, fig. 2 — forme prostopadloscienna z dnem wykonanym w ksztalcie listwy zebatej, w przekroju, a fig. 3 — forme prostopadloscienna o bokach wykonanych w ksztalcie listew zeba¬ tych, w przekroju.W sposobie wedlug wynalazku, znajac krzywa zmian termicznych w polimerze przedstawiona na fig. 1, mozemy dokladnie okreslic punkty, w któ¬ rych nalezy przylozyc nacisk oraz go zwolnic.Jak to uwidoczniono na fig. 1 sa to odpowiednio punkty a i b oraz c. Punkt a oznacza maksymalna temperature procesu polimeryzacji, punkt b — temperature, w której rozpoczyna sie proces kry¬ stalizacji, a punkt c — maksymalna temperature procesu krystalizacji. Najlepszy efekt uzyskuje sie jesli poczatek wywierania nacisku ma miejsce w punkcie a, to znaczy w koncowej fazie procesu polimeryzacji, zas zwolnienie nacisku moze nasta¬ pic w punkcie c, przy czym wskazane jest takze utrzymywanie cisnienia w czasie chlodzenia odle- 108 935108 935 3 wu. Punkty a, b i c wyznaczaja zatem czas t u- trzymywania cisnienia.Sposób wedlug wynalazku omówiono w poniz¬ szych crzjjkfadach.Przyklad I. Forme prostopadloscienna poka¬ zana na fig. 2, której dno wykonano w ksztalcie listwy zebatej 1 nagrzano do temperatury 170°C.W osobnym naczyniu stopiono 1 kg 6-kaprolakta- mu produkcji Zakladów Azotowych w Tarnowie, podgrzano do temperatury 105°C i dodano 0,25% molowych inicjatora /wodorek bis-2 metoksy- -etoksy glinowo-sodowy/. Nastepnie stop podgrza¬ no do temperatury 145°C i dodano 0,175% molo¬ wych aktywatora /2,4-toluilenodwuizocyjanian/. Tak przygotowana mieszanine przelano do nagrzanej uprzednio formy i rejestrowano zmiany termicz¬ ne w powstajacym polimerze. Po osiagnieciu przez polimeryzujaca ciecz maksymalnej temperatury, to jest 198°C, na swobodna powierzchnie polimeru wprowadzono tlok 2 spasowany z forma z luzem od 0,1 do 0,3 mm i obciazono ciezarem 80 kG, co dalo nacisk okolo 1,5 kG/cm2. Po zakonczeniu po¬ limeryzacji temperatura w polimerze spadla do 192°C, a nastepnie wzrosla do 195°C sygnalizujac zakonczenie procesu krystalizacji. Po osiagnieciu maksymalnej temperatury krystalizacji 195°C od¬ lew chlodzono z predkoscia 0,5°G/min. i w tem¬ peraturze 130°C zwolniono nacisk i odformowano ksztaltke.Liniowy skurcz w trakcie tego formowania wy¬ niósl 2,1%, a wspólczynnik nierównomiernosci wy¬ miaru grubosci zeba w srodku jego wysokosci mierzony jako stosunek róznicy maksymalnej gru¬ bosci zeba i minimalnej grubosci zeba do gru- (Gmax—Gmin \ NW= • 100°/© wyniósl dla tego przypadku 0,25%.Przy formowaniu bez docisku uzyskano skurcz 3,8% i NW=1,3%.Przyklad II. Forme prostopadloscienna po- 4 kazana na fig. 3 o bokach wykonanych w ksztal¬ cie listew zebatych 1 zaopatrzona w pokrywe 2 z otworem o srednicy 0120 mm podgrzano do tem¬ peratury 165°C. 5 W osobnym naczyniu stopiono 15 kg 12-lauryno- laktamu krystalicznego produkcji Zakladów Azo¬ towych w Tarnowie o zawartosci wilgoci nie prze¬ kraczajacej 0,04% wagowych, podgrzano do tem¬ peratury 110°C i dodano 0,3% molowych sodu me- 10 talicznego. Po podgrzaniu do temperatury 150°C dodano 0,3% molowych N-acetylokaprolaktamu, po czym przelano stop do nagrzanej formy, tak aby ciecz wypelniala nadlewek. W trakcie polimeryza¬ cji temperatura polimeru wzrosla do 180°C i na- 15 stepnie zaczela opadac. Po osiagnieciu temperatu¬ ry 178°C w nadlew wprowadzono tlok 3 spaso¬ wany suwliwie z otworem /H7/h6/ i za pomoca prasy przylozono sile 350 kG, co wywolalo cisnie¬ nie 3 at. Po zakonczeniu procesu krystalizacji 20 /temperatura polimeru wynosila 180°C/ zwolniono nacisk i odformowano ksztaltke, schladzajac ja z predkoscia l,5°C/min.Uzyskano skurcz 1,65% i wspólczynnik NW=0,2%, natomiast bez docisku skurcz wynosil 3,6% i 23 NW=1,2%.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania odlewów precyzyjnych z 30 poliamidów przez polimeryzacje laktamów w for¬ mie, znamienny tym, ze powstajacy polimer w momencie, gdy efekt cieplny towarzyszacy reak¬ cji polimeryzacji osiaga swe maksimum, poddaje sie cisnieniu 0,5 do 130 at i utrzymuje sie je co 35 najmniej do zakonczenia procesu krystalizacji. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cisnienie we wnetrzu formy wywoluje sie przez przylozenie nacisku w ukladzie wlewowym formy. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 40 cisnienie w polimerze wywoluje sie przez przy¬ lozenie nacisku bezposrednio w formie.108 935 l-1 l i I ! I I t thiejzenie, / odltuu r czas FCg.4 ^zzzzzzzzzz: FiS2 Fcg-3 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania odlewów precyzyjnych z 30 poliamidów przez polimeryzacje laktamów w for¬ mie, znamienny tym, ze powstajacy polimer w momencie, gdy efekt cieplny towarzyszacy reak¬ cji polimeryzacji osiaga swe maksimum, poddaje sie cisnieniu 0,5 do 130 at i utrzymuje sie je co 35 najmniej do zakonczenia procesu krystalizacji.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cisnienie we wnetrzu formy wywoluje sie przez przylozenie nacisku w ukladzie wlewowym formy.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 40 cisnienie w polimerze wywoluje sie przez przy¬ lozenie nacisku bezposrednio w formie.108 935 l-1 l i I ! I I t thiejzenie, / odltuu r czas FCg.4 ^zzzzzzzzzz: FiS2 Fcg-3 PL