RU2446188C2 - Способ подготовки заготовок из термопластичных полимерных композиционных наноматериалов для обработки давлением в твердой фазе - Google Patents
Способ подготовки заготовок из термопластичных полимерных композиционных наноматериалов для обработки давлением в твердой фазе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446188C2 RU2446188C2 RU2010108492/05A RU2010108492A RU2446188C2 RU 2446188 C2 RU2446188 C2 RU 2446188C2 RU 2010108492/05 A RU2010108492/05 A RU 2010108492/05A RU 2010108492 A RU2010108492 A RU 2010108492A RU 2446188 C2 RU2446188 C2 RU 2446188C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solid
- polymer
- polymer composite
- making
- moisture content
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технологии переработки пластических масс и может быть использовано при изготовлении изделий из термопластов, применяемых в приборостроении, машиностроении, в производстве товаров широкого потребления. Способ заключается в предварительном высушивании образца, полученного традиционной жидкофазной технологией через стадию расплава, до остаточного влагосодержания 0,05%. Затем образец выдерживают в воздушной среде при температуре 70°С и относительной влажности 96% в течение 5-7 минут. Способ позволяет обеспечить условия формирования структурно-ориентированной внутренней части изделия и создание качественной поверхности в условиях твердофазной технологии, соответствующей условиям ОСТ 180063-73. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области технологии переработки пластических масс и может быть использовано при изготовлении изделий из термопластов, применяемых в приборостроении, машиностроении, в производстве товаров широкого потребления.
Способ твердофазного формования изделий из полимеров заключается в нагреве заготовки до температуры на 10-15°С ниже температуры плавления или стеклования, дальнейшей обработке давлением при значительных усилиях формования в пресс-форме, с последующим охлаждением изделия для фиксирования ориентированного состояния полимерной матрицы. При таком способе из-за снижения скорости релаксационных процессов материала твердофазной заготовки в отличие от расплава происходит значительная ориентация полимерных цепей полимера, что позволяет получать изделия с более высокими прочностными характеристиками. Однако, в ряде случаев, качество поверхности при твердофазном формовании не соответствует ОСТ 180063-73. Для достижения высокого качества поверхности при сохранении ориентированного состояния структуры полимера необходимо обеспечить хорошую текучесть поверхностных слоев заготовки, прилегающих к формообразующей поверхности технологической оснастки.
При переработке полимерных материалов основными методами формования - литьем и экструзией [Мак-Келви, Д.М. Переработка полимеров / Д.М.Мак-Келви / Перевод с англ. Ю.В.Зеленева, Б.П.Пашинина. - М.: Химия, 1965. - С.11], относящимися к традиционными жидкофазным технологиям, температура расплава всегда составляет на 10-15°C выше температуры плавления полимера, что составляет 140-210°C. Влага, находящаяся в полимерном материале, при таких температурах переходит в парообразное состояние и вызывает неустраняемый брак изделия (поры, помутнение прозрачных изделий, снижение качества поверхности изделия), поэтому остаточное влагосодержание не должно превышать 0,05%.
При литье под давлением термопластичный материал нагревают выше температуры текучести, затем его охлаждают ниже этой температуры для отверждения (Мак-Келви, Д.М. Переработка полимеров / Д.М.Мак-Келви / Перевод с англ. Ю.В.Зеленева, Б.П.Пашинина. - М.: Химия, 1965. - С.12). При экструзии оформление изделия происходит при продавливании полимера в жидком состоянии через мундштук и последующем его отверждении, причем он сохраняет форму, приданную ему мундштуком (Мак-Келви, Д.М. Переработка полимеров / Д.М.Мак-Келви / Перевод с англ. Ю.В.Зеленева, Б.П.Пашинина. - М.: Химия, 1965. - С.13).
Для получения необходимой структурной ориентации молекул процесс твердофазного формования проводится при температурах на 10-20°C ниже температуры плавления или стеклования. При этом влага сохраняется в полимере в виде кластеров, способствующих снижению вязкости полимера. Это объясняется тем, что, с одной стороны, вода в малых количествах является активным пластификатором, поэтому при твердофазном формовании для явно выраженной молекулярной ориентации необходимо удалить влагу из заготовки. С другой стороны, для повышения качества поверхности необходимо значительное скольжение полимерных сегментов в поверхностных слоях, отсюда следует, что заготовка для твердофазного формования должна иметь высушенную до остаточного влагосодержания 0,05% внутреннюю часть, что обеспечивает повышенную структурную ориентацию и внешнюю часть незначительной толщины с повышенным влагосодержанием. Это обстоятельство обеспечивает за счет пластификации водой полимерного материала взаимное скольжение полимерных сегментов и позволяет получать качество изделий по ОСТ 180063-73.
Современные полимерные материалы являются сложными композитами, содержащими наряду с основным полимером ряд модификаторов, выбор которых определяется условиями эксплуатации готовых изделий. В частности, для улучшения прочностных характеристик готовых изделий в полимерные композиты в последнее время добавляют малые (до 1-2%) добавки наноматериалов. Наибольшее применение из наноматериалов в этих целях находят углеродные наноматериалы с размером частиц 40-100 нм, что позволяет формировать полимерную матрицу с улучшенными прочностными характеристиками.
Введение углеродных наноматериалов в полимерные композиты позволяет на 15-20% увеличить прочностные характеристики готовых изделий [Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. - М.: Физматлит, 2001. - С.14, 224 с.].
Следует отметить, что введение углеродных наноматериалов в полимерную матрицу на стадии получения заготовок для твердофазной экструзии полимерных материалов основными методами формования - литьем и экструзией (Мак-Келви, Д.М. Переработка полимеров / Д.М.Мак-Келви / Перевод с англ. Ю.В.Зеленева, Б.П.Пашинина. - М.: Химия, 1965. - С.11), приводит к получению нового структурированного композиционного материала, характеризующегося улучшенными прочностными показателями и меньшей деформативностью. Указанное явление в ряде случаев негативно отражается на процессе деформации заготовки в условиях твердофазной экструзии и штамповки, что приводит к значительному снижению качества поверхности изделия. Для устранения указанных недостатков необходимо повысить текучесть полимерного композиционного материала в областях, прилегающих к поверхности пресс-формы.
Технической задачей изобретения является повышение деформативности поверхности (структурной подвижности) и улучшение качества заготовки из полимерных композиционных наноматериалов.
Поставленная задача достигается тем, что в способе подготовки заготовок, полученных методами литья или экструзии, включающем конвективную сушку при температуре на 10-15°C ниже температуры плавления или стеклования до влагосодержания 0,05%, добавляется стадия кратковременного поверхностного увлажнения заготовок при температуре, равной 70°C, и относительной влажности 96% в течение 5-7 минут. Задание температуры обусловлено созданием высокого значения коэффициента диффузии влаги в полимер. При таком времени увлажнения (5-7 минут) интенсивно увлажняются до равновесного значения влажности только поверхностные слои материала (рисунок 1).
Пример 1
Исходный полимерный композит: термопластичный аморфный тройной сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС) с добавкой 0,1 массовой части углеродного наноматериала «Таунит» (производства ООО «Нанотехцентр», г. Тамбов) на 100 мас.ч. полимера.
Изделие - зубчатое колесо с мелкомодульным зубом. Данное изделие требует не только высоких прочностных характеристик (контактную усталостную прочность, прочность на срез, микротвердость и ударную вязкость), но и обеспечение качества зубчатой поверхности. Первоначальная заготовка имеет влагосодержание 0,4%. Для достижения поставленной цели заготовка высушивается при 80°C до остаточного влагосодержания 0,05%. При этом достигается равномерное влагосодержание по всему объему заготовки, а на второй стадии производится увлажнение при температуре 70°C в среде с относительной влажностью 96% в течение 5-7 минут.
Аналогичные исследования проведены для зубчатых колес из термопластичных полимерных композиционных наноматериалов на основе полиамида-6 (ПА-6), полиамида-12 (ПА-12), и были полностью достигнуты поставленные задачи при предлагаемых технологических режимах, соответственно примеру с АБС.
Пояснения к рисунку 1. Влагосодержание заготовки по сечению образца по стадиям:
I - стадия получения заготовки методом литья с неопределенной влажностью;
II - стадия сушки для обеспечения регламентированного влагосодержания (0,05%);
III - стадия поверхностного увлажнения для обеспечения формирования и сохранения качества поверхности получаемого изделия.
Claims (1)
- Способ подготовки заготовок из полимерных композиционных материалов для обработки давлением в твердой фазе, заключающийся в предварительном высушивании образца, полученного традиционной жидкофазной технологией через стадию расплава, до остаточного влагосодержания 0,05% и последующей выдержке в воздушной среде при температуре 70°С и относительной влажности 96% в течение 5-7 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010108492/05A RU2446188C2 (ru) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Способ подготовки заготовок из термопластичных полимерных композиционных наноматериалов для обработки давлением в твердой фазе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010108492/05A RU2446188C2 (ru) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Способ подготовки заготовок из термопластичных полимерных композиционных наноматериалов для обработки давлением в твердой фазе |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010108492A RU2010108492A (ru) | 2011-09-20 |
RU2446188C2 true RU2446188C2 (ru) | 2012-03-27 |
Family
ID=44758263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010108492/05A RU2446188C2 (ru) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Способ подготовки заготовок из термопластичных полимерных композиционных наноматериалов для обработки давлением в твердой фазе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2446188C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU249615A1 (ru) * | Всесоюзный научно исследовательский институт электробытовым | СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАГА^КСЕс-ШЗЯДЯПЛТЕЬ'ТВО- ТгХНИЧЕС1: | ||
GB1411843A (en) * | 1973-02-28 | 1975-10-29 | Univ Strathclyde | Method of modifying the properties of a polymer |
SU768119A1 (ru) * | 1979-04-16 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Установка для поверхностной обработки штучных изделий газообразными и жидкими средами |
RU2110404C1 (ru) * | 1994-07-28 | 1998-05-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "НЕС Лайт Лтд" | Способ объемной модификации полимерных материалов |
-
2010
- 2010-03-09 RU RU2010108492/05A patent/RU2446188C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU249615A1 (ru) * | Всесоюзный научно исследовательский институт электробытовым | СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАГА^КСЕс-ШЗЯДЯПЛТЕЬ'ТВО- ТгХНИЧЕС1: | ||
GB1411843A (en) * | 1973-02-28 | 1975-10-29 | Univ Strathclyde | Method of modifying the properties of a polymer |
SU768119A1 (ru) * | 1979-04-16 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Установка для поверхностной обработки штучных изделий газообразными и жидкими средами |
RU2110404C1 (ru) * | 1994-07-28 | 1998-05-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "НЕС Лайт Лтд" | Способ объемной модификации полимерных материалов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010108492A (ru) | 2011-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105778484A (zh) | 一种应用于fdm技术的3d打印的改性尼龙材料及其打印方法 | |
EP2621712B1 (en) | Polymer powder composition | |
CN103774490B (zh) | 一种聚乳酸涂塑纸的制备方法 | |
CN103831966A (zh) | 一种制造耐热聚乳酸水瓶的方法 | |
Edebali | Methods of engineering of biopolymers and biocomposites | |
CN105694206B (zh) | 一种以水作发泡剂生产长玻纤增强聚丙烯发泡注射制品的方法 | |
RU2446188C2 (ru) | Способ подготовки заготовок из термопластичных полимерных композиционных наноматериалов для обработки давлением в твердой фазе | |
CN1665669A (zh) | 可结晶树脂的制造方法及由此制造的制品 | |
CN105291340B (zh) | 利用高吸水树脂作为载体的水发泡注射方法 | |
CN114953523B (zh) | 一种降低聚合物制品内应力的方法 | |
CN111349265A (zh) | 一种3d打印用改性尼龙6及其制备方法 | |
CN110588009A (zh) | 聚四氟乙烯的高温高压预处理再烧结成型工艺 | |
CN111055473A (zh) | 一种epp表皮塑化还原成型工艺 | |
CN109940908A (zh) | 一种碳纤维和酚醛树脂复合材料的成型工艺 | |
Kamran et al. | Optimization and fabrication of pure poly lactic acid (PLA) using hot press compression moulding | |
CN103275393A (zh) | 一种应用于薄壁制件的玻纤复合材料及其制备方法 | |
CN112552573A (zh) | 一种塑料酸奶瓶的生产加工方法 | |
CN1807058A (zh) | 液态硅胶复合成型技术 | |
CN102827460A (zh) | 一种淀粉/pva改性pet的双向拉伸聚酯膜配方及聚酯膜的制备方法 | |
CN111993636A (zh) | 一种专用于硅水凝胶接触镜模具的注塑工艺 | |
CN113754958B (zh) | 一种用于碳纤维复合材料成型的聚丙烯材料及其制备方法和应用 | |
CN102518775A (zh) | 一种高性能塑料齿轮及其制造方法 | |
RU2350464C1 (ru) | Способ формования термопластов | |
US11759978B2 (en) | Production of a thermoplastic injection-molding-material granulate and of an injection-molded component, and a granulate grain | |
CN113429776B (zh) | 一种用于精密铸造熔模的低温3d打印可降解绿色材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20110921 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20110928 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130310 |