SU899357A1 - Способ изготовлени пленок и листов из полимерных материалов - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛЕНОК И ЛИСТОВ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относитс  к переработке полимерных материалов, в частности к технологии формовани  пленок и листов, обладающих объемным электрическим зар дом и используемых дл  нужд радио- и электротехнической , химической и некоторых других отраслей промышленности.

Известен способ изготовлени  пленок и листов из полимерных материалов, заклютаюишйс  в формовании заготовки, выдержке ее в электрическом поле, создаваемом ctpyHным ионизатором, создающим коронируюйюй зар д 1.

Недостатком данного способа  вл етс  технологическа  сложность, обусловленна  необходимостью использовани  струнных ионизаторов сложной конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  спос(й изготовлени  пленок и листов из полимерных материалов , заключающийс  в формовании заготовки экструзией расплава полимера, выдержке заготовки в электрическом поле, и охлаждении ее между формообразующими детал ми . Расплав полимера экструдируют через щелевую головку и пропускают получаемую полимерную заготовку через электрическое поле высокой напр женности, которое создают с помощью специального генератора. Затем заготовку принимают на промежуточный ролик, выт гивают и пропускают вокруг охлаждающего ролика. Между промежуточным и охлаждающим роликами заготовку повторно подвергают воздействию сильного электрического

10 пол  от виешиего источника напр жени  2.

Недостатком известного способа  вл етс  сложность процесса изготовлени  пленок и листов, по жольку (Ж содержит большое количество операций, требует отециальной аппаts ратуры дл  генерировани  электрических полей высокой напр женности, св занной со зна штельным потреблением и низким КПД ишользовани  электроэнергии и повыщенной опасностью поражени  электротоком.

го

Цель изобретени  - упрощение процесса изготовлени  пленок и листов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  пленок и листов из полимерньгА материалов, заклю1 1ющемус  в формовании заготовки экструзией расплава полимера, выдер -асе заготовки в электрическом поле, выт жке и охлаждении ее между формообразующими дeтaл  ш, выдер ску заготовки в электрическом поле осуидествл ю при ее контакте с поверхност ми электрически св занных между собой формообразующих деталей, вьшот1енных из разнородных металлов, при температуре, превьшшющей температуру стекловани  полимера не менее, чем на 80--100 К, а после охлажде5ш  заготовки ниже температуры текучести полимера вывод т ее из контакта с формообразующим детал ми. В основе предложенного способа лежит спо собность полимерных материалов приобретать . устоГ5Чивый объемный электрический зар д Б процессе термообработки при Т Тд (Тд - температура стекловани  полимера) в контакт с электрически замкнутыми разнородными металлами. Если проведены следующие эксперимешъ . Полимерные пленки помещали межд очищенными до зеркального блеска и обезжиренными металлическими фольгами, а затем подвергали термообработке в режиме, стандар ном дл  пол ризации термоэлектретов: наг()ев выдержка при тейтературе пол ризащ и (Т) - медаеннос охлажде1ше на воздухе до комнатной TeMTiepaiypbi) Дл  обеспечени  контакта фолыи с по1П{мерной пленкой образец нагружали давле шем. Р 400 Па, незначительна  величина которого исключала возможность образовани  мехаиоэлектретов. После формова 4 ни  образцов фолы-у отдел ли от пленки, затем снимали поверхностный зар д, окуна  шюнку в спирт. Объемный зар д измер ли методом термодепол ризащ1и (ТДП) при 525 К, располага  между электродами из алюминиевой фольги. Иа фиг. 1 приведена зависимость тока (I ) ТЛЛ электретов из полнметилметакрилата (ПММА) от времени ( Т ) термодепол ризавди и природы металлов, образующих пару электродов ;IJj-Cu; иа; фиг. 2 - то же, на фиг. 3 то же, Au-AI; на фиг. 4 - то же. Аи-Си. t Прослойки ПММА имели площадь S 16см, толщину 5 - 850 мкм. Т;, - 415 К, врем  иол ризащ1И t - 21 ко. В скпейках разнородных металлов электреты приобретают гомозар д , т.е. зар д, совпадающий по знаку . с пол рностью нол ризующих электроде®, котора  определ етс  по ноложешио металлов в р ду нанр же1ШЙ. Температура термообработки полимерного материала в контакте с разнородаыми электрически замкнутыми металлами, из технологических соображений, не должна превышать температуру деструк1дии полимера. В то же врем , она на 80-100 К должна быть выше температуры стекловани  полимера. В таблице приведены значени  поверхностной плотности зар да (в ) электретов из Ш-ША в зависимости от температуры пол ризащщ Тд ( пара элек-т}юдов Си-А1, врем  действи  температуры - 3,6 кс).

Из таблицы следует, гго. заметный рост злектретного зар да начинаетс  с температуры 450 К, котора  на 80 К превышает температуру стекловани  ПММА. Аналогичные зависимости характерны дл  поливиннлбутирал  (ПВБ), пол51этилена высокой плотности (ПЭ), полнкапроамида.

Полимерные пненки и листы необходимо выводить из контакта с электрически замкнутыми разнородными металлами при температурах ниже температуры текучести полимера, при которой происходит переход из в зкотеку гего в высокоэластическое (у полимеров с относнтелыш малой молекул рной массой температура текучести может совпадать с температурой стеклованк  или тек-тературой плавлеш  ). Такое ограш чеш е обусловлено тем, что mpyimms контакта при более высоких температурах увеличивает степень депол ризаций полимерных изделий вследствие тепловогО движе1ш  макромолекул и диффузии носителей зар да.

Способность приобретать объемный электрический зар д у ПММА вьнпе, чем у ПЭ, но ниже, чем у ПВБ. При вдентичных услови х пол ризации (электроды Cu-Al,

Claims (2)

1. Тп - 425 К, tt, -3ч). Эффективна  поверхностна  плотность объемного зар да составл ет дл  ПЭ-610- ПMMA - 1,1-10- ПВБ - 1,92 10 Кл/см. Объемный электрический зар д, наведе1шый таким образом, достаточно стабилен . Ве;шчину эффективной поверхностной плотности зар да нарлп образцов из ПВБ, сформированных в одинаковых услови х электродаш Си-А1, контролировали в течение 100 сут, за которые зар д практически не изменилс . Пример 1. Формируют пластмассовы прозрачные листы (фиг. 2). Синтетическую смолу типа поливинилацетата , поливинилового спирта расплавл ют при нагревании и формуют из расплава в пленку 1 с помощью экструзмонной головки 2. Плен ку, имеющую температ5фу 425 К (что на 80-160 К выше температуры стекловани ) привод т в контакт с двум  бесконечными лентами, одна из которых - 3 выполнена из алюмини , а втора  4 - из меди. Ленты электрически соединены проводником 5 и привод тс  в движение роликами 6, которые имеют возможность перемещени  по вертикали дл  регулировани  степени деформации пленки. В зависимости от режимов формовани  и технологических параметров установки количество роликов 6, их температура, а . также длина лент 3, 4 измен ютс . Температуру последней пары роликов (охлаждающих регулируют таким образом, на выходе из лент пленка остывала до 325-340 К. Затем пленку подают на, гильотину и разрезают на листы. Последние обладают объемный зар дом пор дка Кл/см, Что 1К ниже зар да аналогичных термоэлектретов. Сторона, контактировавша  с медью, зар жена положительно, а с алюми}шем - отрицательно . Листы используют при изготовлении фильтров дл  очистки газов. Пример 2. Изготавливают фольгированную алюминием пленку из ПММА (фиг. 3). Расплав полимера в виде ленты 1 экструдируют из головки 2 в зазор между двум  фольгами, сматываемыми с бобин 3 и 4. Перва  из них выполнена из алюмини  и имеет толщину 200 мкм, втора  - из стали толщиной 500 мкм. Фольги соединены проводником 5 и привод тс  в контакт с лентой из ПММА с помои ю роликов 6. Псю ле прокатки в охлаждающих валках (на чертеже не показаны) пленка сматываетс  ъ рупотл вместе с фольгой. В период транспортировани  и хранени  это обеспечивает закорачивание электретов с целью сохранени  их зар да. Затем стаганую фольгу oTcnaireaют , а фольгированную пленку ПММА иотользуют дл  изготовлени  микрофоновПример 3. НеобходиААо изготсжить пленку из полиэтилентерефталата (ПЭТФ), обладающую объемным электрическим зар дом . После выхода из головки зкструдера полосы 1 ПЭТФ (фиг. 4) направл ют на бесконечную ленту 2, вьшолненную из алюмини . С помощью ленты транспортируют ПЭТФ к ролику 3, на поверхность которого нанесено серебр ное покрытие. Ролик 3 вращают со скоростью, обестечивающей неподвижный контакт его с полосой 1. Последн   подвергаетс  деформированию лентой 2 и роликом 3, которые электрически замкнуты , с помощью проводника 5. Температуру ленты и (или) ролика регулируют таким образом, чтобы полоса в зоне контакта не охлаждалась ниже 415 К. Затем ленту охлаждают на воздухе до 300 К и сматывают в рулон. Лента используетс  дл  изготовлени  датчиков давлени , которые устанавливают в оптико-акустические газоанализаторы. Предложенный сшюоб найдет применение в разли«иых отрасл х техники при изготовлении источшков посто нного электрического пол . Его достоинства заключаютс  в следующем: не требуетс  применение генераторов электрического напр жени  дл  пол риза1ЩИ полимерного материала; операци  деформировани  и выт жки пленок и листов совмещаютс  с пол р защ 1ей полимерного мате{тала; уменыыаетс  cwiacnocTb производственного травматизма, ш занного с поражением обслуживающего персонала электротоком; способ характеризуетс  простотой аппаратурного оформлени    может быть осуществлен с помощью стандартного оборудовани  дл  переработки пластмасс. Области применени  способа - электретные датчики «жгнала (микрофоны, вибродатчики , тахометры и др.), электретные преобразователи , фильтры дл  газов, электрометры и вольтметры, фокусирующие и сортирующие системы, блоки хранени  информащ и, электрофотографи , кратковременные источники тока и Щ)угиё. Формула изобретени  Способ изгот жлени  пленок и листов из оошмерных материалов, заключающийс  в орм  аюп1 заготовки экструзией расплава поимера , выдержке заготовки в электрическом оле, выт жке и охлаждении ее между форообразуншщкш детал ми, отличаюийс  тем, что, с целью упрощени  роцесса изготовлени  пленок и листов, выержку заготовки в электрическом поле осуествл ют при ее контакте с поверхност ми лектрически св занных между собой формобразующих деталей, вьшолненных из разноодных металлов, при температуре, превышащей температуру стекловани  полимера не енее, чем на 80-100 К, а после охлаждени  аготовки ниже температуры текучести полн7899357 мера вывод т ее из контакта с формообразующими детал ми.

   .Источники информадии, прин тые во внимаете при экспертизе

   кл. В 29 D 7/20, 1972.
2. 2. Патент Великобрита ши № 1525789, кл. В 29 D 7/00, 1978 (прототип). 8 1. Авторское свидетельство СССР № 476794,

   Физ.Ъ