PL161024B3

PL161024B3 - Sposób wytwarzania wkładek amortyzujących z elastomerów estro-eterowych

Info

Publication number: PL161024B3
Application number: PL28293989A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Roslaniec; Roman Nowak; Henryk Wojcikiewicz
Original assignee: Politechnika Szczecinska
Priority date: 1989-12-20
Filing date: 1989-12-20
Publication date: 1993-05-31
Also published as: PL282939A3

Abstract

Sposób wytwarzania wkładek amortyzujących z elastomerów estro-eterowych syntezowanych z aromatycznych kwasów dikarboksylowych lub ich dwuestrów oraz mieszaniny alkoholi mało i wielkocząsteczkowych zawierających więcej niż jedną grupę hydroksylową wobec katalizatorów i stabilizatorów, zwłaszcza do zderzaków kolejowych, polegający na mieszaniu i ogrzaniu w temperaturze 410-490 K tereftalanu dimetylowego z mieszaniną alkoholi małocząsteczkowych (C2-8) o dwóch lub więcej grupach hydroksylowych oraz z alkoholami wielkocząsteczkowymi o budowie polioksytetrametylenu i/lub polioksypropylenu i/lub oksyetylenowanego polioksypropylenu i/lub polioksyetylenu i/lub poliestru alifatycznego o masie cząsteczkowej od 600 do 5000 zakończonymi dwiema i/lub więcej grupami hydroksylowymi i dalej ogrzewaniu w temperaturze 490-550 K przy zmniejszającym się ciśnieniu poniżej 4,0g 1,333 224· 102Pa, a uzyskaną kompozycję w temperaturze 420-550 K wytłacza się lub wtryskuje do formy w kształcie pierścienia, w którym stosunek wysokości do średnicy wynosi 1:20 do 1:4 przy ciśnieniu od 0,2 do 150 MPa, według patentu nr 156063, znamienny tym, że pierścienie wyjęte z formy chłodzi się w temperaturze poniżej 308 K i/lub poddaje działaniu naprężenia o wartości powyżej 25 MPa skierowanemu osiowo do powierzchni pierścienia i/lub poddaje się co najmniej jednemu ugięciu stabilizującemu nie przekraczającemu 50 procent odkształcenia względnego w przeliczeniu na polimer.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wkładek amortyzujących z elastomerów estro-eterowych, zwłaszcza do zderzaków kolejowych mogących mieć również zastosowanie jako absorbery energii mechanicznej pod ciężkie urządzenia drgające w przemyśle maszynowym, podkłady przy sadowieniu dużych mas itp.

Znany jest z opisu patentowego nr 156063 sposób· wytwarzania wkładek amortyzujących z elastomerów estro-eterowych, zwłaszcza do zderzaków kolejowych polegający na mieszaniu i ogrzewaniu od 410 do 490 K, tereftalanu dimetylowego z mieszaniną glikoli małocząsteczkowych (C2-8) o dwóch i więcej grupach hydroksylowych oraz alkoholi wielocząsteczkowych o budowie polioksytetrametylenu i/lub polioksypropylenu i/lub polieteru alifatycznego o masie od 600 do 5000 zakończonych dwiema i/lub więcej grupami hydroksylowymi i dalej ogrzewa w temperaturze 490-550 K przy zmniejszającym się ciśnieniu poniżej 4,0 g · 1,333224 · 10² Pa, a uzyskaną kompozycję w temperaturze 420-550 K, wytłacza się i wtryskuje do formy w kształcie pierścienia.

W trakcie prac badawczych prowadzonych nad właściwościami energetycznymi pierścieni otrzymanych powyższym sposobem stwierdzono, że dla pierwszego odkształcenia zmieniają się one znacznie w zależności od sposobu formowania (odlewanie, wtrysk, wyciskanie, obróbka mechaniczna-toczenie). Różnice te zanikają przy następnych odkształceniach.

Celem sposobu wg wynalazku jest uzyskanie stabilizowanych i powtarzalnych wyjściowych wymiarów pierścieni, co jest ważne na etapie projektowania i montażu zespołów sprężystych (amortyzatorów).

Istota sposobu wg wynalazku polega na mieszaniu i ogrzewaniu w temperaturze 41 Odo 490 K tereftalanu dimetylowego z mieszaniną dioli małocząsteczkowych (C2-8) o dwóch i więcej grupach hydroksylowych oraz z alkoholami wielocząsteczkowymi. Ogrzewanie prowadzi się nadal w temperaturze 490-550 K przy zmniejszającym się ciśnieniu poniżej 4g· 1333224· 10²Pa, a uzyskaną kompozycję wytłacza się lub wtryskuje do formy w kształcie pierścienia, w którym stosunek wysokości do średnicy wynosi 1:20 do 1:4. Formowanie przeprowadza się w temperaturze 420-550 K przy ciśnieniu od 0,2 do 150 MPa zgodnie z patentem głównym. Pierścienie wyjęte z formy chłodzi się w medium chłodzącym o temperaturze poniżej 308 K i/lub poddaje działaniu naprężę161 024 nia o wartości powyżej 25 MPa skierowanemu osiowo do powierzchni pierścienia przez okres co najmniej 2 godzin w temperaturze pokojowej i/lub poddaje się co najmniej jednemu ugięciu stabilizującemu nie przekraczającemu 50 procent odkształcenia względnego w przeliczeniu na polimer. Ugięciu stabilizującemu poddawane są pierścienie amortyzujące przed lub w trakcie montowania go do amortyzatora lub gotowy stos sprężysty. Jako alkohole wielocząsteczkowe stosuje się związki o budowie polioksytetrametylenu i/lub polioksypropylenu i/lub oksyetylenowanego polioksypropylenu i/lub polioksyetylenu i/lub poliestru alifatycznego o masie cząsteczkowej od 600 do 5000 z dwoma i/lub więcej grupami hydroksylowymi.

W przypadku tego typu kopolimerów szybkość i stopień krystaliczności są mniejsze niż kopolimerów typu „Hytrel“ znanych z polskiego opisu patentowego nr 126 345, który poddany jest obróbce cieplno-mechanicznej. Istota zjawiska polega na tym, że w podwyższonych temperaturach (Hytrel) następuje zmiana struktury fizycznej głównie przez przekrystalizowanie do korzystnej formy krystalicznej, a następnie utrwalanie tej formy (anizotropia) w stosunku do obszarów fazowych zawierających przewagę segmentów tereftalanowych, natomiast w przypadku materiału według opisu patentowego nr 156063, szybkość i stopień krystalizacji są mniejsze, a poza tym intensywne oziębianie kształtki jest powodem częściowego „przechłodzenia“ polimeru, który pod niewielkimi nawet obciążeniami (przeprężeniami) uzyskuje od razu najkorzystniejszą (anizotropową) strukturę fazową i krystaliczną. A zatem bloku polimerowego nie potrzeba podgrzewać do temperatury powyżej 390 K (jak w przypadku Hytrelu) a tylko intensywnie chłodzić na etapie przetwórstwa. Operacje „przeprężania“ oraz ugięcia stabilizującego umożliwiają jednocześnie uzyskanie stabilnych i powtarzalnych wyjściowych wymiarów pierścieni. Sposób według wynalazku przedstawiony jest w poniższych przykładach wykonania:

Przykład I. Granulat elastomeru estro-eterowego syntezowany z udziałem oksyetylowanego polioksypropylenodiolu (Rokopol D-1052) i oksyetylowanego polioksypropylenotriolu (Rokopolu G-1003E) o twardości ok. 47ShD (Elitel 3450) suszono i wtryskiwano na wtryskarce ślimakowej. Kształtkę pierścieniową o wymiarach φζ = 144,5 mm, = 67mm, h= 17 mm przetrzymywano w gnieździe formy przez 1 min. 50 sek chłodzonym intensywnie wodą o temp. 280-298 K przez ok. 1 godz. Następnie zmontowano doświa Jczalny zespół sprężysty złożony z 6 pierścieni. Stos obciążano naciskiem 500 kN na okres 8 godzin a następnie poddano badaniom energetycznym w warunkach statycznych. Uzyskano następujące parametry przy sile odkształcającej 550 kN:

energia przejęta We 12,1 kJ dyssypacja energii Wa/We 0,66 odkształcenie względne S 23,5 mm

Odkształcenie trwałe po zakończeniu prób wynosiło n = 3,1%, podczas gdy dla stosu pierścieni wykonywanych standardowo £> = 10,7%.

Przykład II. Granulat elastomeru estro-eterowego syntezowany z udziałem pentaerytrytu i polioksytetrametylenodiolu o twardości ok. 42 ShD (Elitel 4455) suszono i wtryskiwano na wtryskarce ślimakowej KuAsy 250/650 z obracającym się ślimakiem kształtkę pierścieniową o wymiarach φζ = 147,5 mm, 0>_w = 67,4 mm i h = 17 mm, przetrzymywano w gnieździe formy przez 2 min. 15 sek. chłodzonym intensywnie wodą o temperaturze 280-298 K, a następnie wprowadzono do medium chłodzącego w temperaturze 280 do 298 K na ok. 1 godzinę. Zmontowano doświadczalny zespół sprężysty złożony z 25 pierścieni. Stos obciążano naciskiem 350 kN na okres 24 godzin a następnie ściśnięto dwukrotnie przy szybkości 30 mm/s do ok. 40% odkształcenia względnego. W wyniku pomiarów w warunkach statycznych uzyskano dla 3 odkształcenia pomiarowego następujące parametry energetyczne:

energia przejęta We 30,4 kJ dyssypacja energii Wa/We 0,7 skok roboczy przy sile nacisku końcowego 850 kN 104 mm.

Jednocześnie odkształcenie trwałe stosu po wszystkich cyklach badawczych wynosiło Ct = 59%, zmiana energii pomiędzy 1 i 15 obciążeniem AWe = 2,6%, a zmiana dyssypacji pomiędzy 1 i 15 obciążeniem Δ Wa/We = 0% podczas gdy dla stosu zbudowanego z pierścieni wykonanych i montowanych bez powyższych czynności uzyskano odpowiednio: Ct = 2%; ΔWe =17,2%; AWa/We = 21%.

161 024

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania wkładek amortyzujących z elastomerów estro-eterowych syntezowanych z aromatycznych kwasów dikarboksylowych lub ich dwuestrów oraz mieszaniny alkoholi mało i wielkocząsteczkowych zawierających więcej niż jedną grupę hydroksylową wobec katalizatorów i stabilizatorów, zwłaszcza do zderzaków kolejowych, polegający na mieszaniu i ogrzaniu w temperaturze 410-490 K tereftalanu dimetylowego z mieszaniną alkoholi małocząsteczkowych (C2-8) o dwóch lub więcej grupach hydroksylowych oraz z alkoholami wielkocząsteczkowymi o budowie polioksytetrametylenu i/lub polioksypropylenu i/lub oksyetylenowanego polioksypropylenu i/lub polioksyetylenu i/lub poliestru alifatycznego o masie cząsteczkowej od 600 do 5000 zakończonymi dwiema i/lub więcej grupami hydroksylowymi i dalej ogrzewaniu w temperaturze 490-550 K przy zmniejszającym się ciśnieniu poniżej 4,0 g 1,333 224- 10²Pa, a uzyskaną kompozycję w temperaturze 420-550 K wytłacza się lub wtryskuje do formy w kształcie pierścienia, w którym stosunek wysokości do średnicy wynosi 1:20 do 1:4 przy ciśnieniu od 0,2 do 150 MPa, według patentu nr 156 063, znamienny tym, że pierścienie wyjęte z formy chłodzi się w temperaturze poniżej 308 K i/lub poddaje działaniu naprężenia o wartości powyżej 25 MPa skierowanemu osiowo do powierzchni pierścienia i/lub poddaje się co najmniej jednemu ugięciu stabilizującemu nie przekraczającemu 50 procent odkształcenia względnego w przeliczeniu na polimer.