Пластмассы и полимеризация
Каландрование применяют для изготовления листовых и рулонных материалов. Иногда из полученных листов вырезают плитки. Каландры — это система вращающихся валков-цилиндров, обогреваемых электричеством или горячей водой. Между цилиндрами, длина которых может достигать 1,5—2 м, а диаметр 60—70 см, прокатывается листовой материал. Методы получения стеклопластика и некоторых рулонных пластиков. Один из способов получения прозрачных листовых стеклопластиков на полиэфирных смолах сводится к следующему. Стеклянная ткань движется с размоточного барабана и пропитывается смолой, поступающей через валки. Валки, оказывая давление, ускоряют пропитку и вместе с тем отжимают избыток смолы. Одновременно с барабанов разматывается целлофановая или полиэтиленовая пленка, которая с двух сторон покрывает формуемую бесконечную ленту стеклопластика. Это покрытие временное (потом пленка снимается); оно необходимо, чтобы транспортировать еще мягкий материал в камеру где при температуре 85 — 90°С в течение примерно 20 мин протекает процесс отверждения смолы. В этой же камере материал с помощью особого приспособления может быть сделан волнистым. Из камеры выходит уже готовый стеклопластик. Целлофановая или полиэтиленовая пленка автоматически снимается, наматывается на барабаны и возвращается в производство. Циркулярные пилы обрезают неровные края стеклопластика. Затем его наматывают на бобины очень большого диаметра или разрезают на отдельные листы. Пропиточная машина может выдавать до 1,5 — 3,5 м стеклопластика в 1 мин. С соответственной скоростью работают и другие части установки.
Основные технологические операции в производстве изделий и материалов из пластмасс следующие: подготовка сырьевых материалов, приготовление пластической массы, изготовление изделия, его доводка, хранение и транспортирование. Подготовка материалов включает дробление, тонкое измельчение, переработку в листы или волокно, нагревание, гранулирование, таблетирование, пропитку синтетическим связующим листовых, волокнистых и порошкообразных наполнителей и тому подобные операции в зависимости от требований, предъявляемых к изделию, и свойств исходного сырья. Исходные компоненты тщательно дозируют, нагревают и перемешивают до получения гомогенной смеси. Изделия получают несколькими способами: вальцеванием (формованием на каландрах), экструзией, промазыванием, литьем под давлением, прессованием, вакуумированием, напылением, непрерывным выдавливанием в червячных прессах и другими методами. Формование — это технологический процесс, в результате которого получаются изделия заданной формы и определенных размеров, имеющие вполне законченный вид и не требующие дополнительной обработки или отделки.
Особенно ярко и красиво окрашиваются полистирол, сополимеры стирола, сополимеры метилметакрилата, полиметилметакрилат, которые могут быть получены прозрачными и непрозрачными. Ярко окрашиваются эфиры целлюлозы, вискоза и некоторые другие полимеры. Наполненные полимеры, резина, полиолефины, поливинилхлоридные пластики, фторопласты, поливинилацетали, аминопласты и другие имеют обычно менее яркие расцветки и не обладают достаточной прозрачностью. Фенолоальдегидные пластики обычно имеют коричневую или черную окраску. Красящие вещества, такие как, например, газовая сажа, придают изделиям из полимеров (резина, полиолефины) повышенную устойчивость к атмосферным воздействиям. Некоторые из наполнителей (двуокись титана, окись цинка и др.) могут одновременно и окрашивать полимерные композиции.
Смазки часто вводят в состав различных полимерных композиций. Их назначение - способствовать отлипу полимерной композиции от различного металлического оборудования и оснастки при переработке полимерной композиции в изделия. В пресспорошки и прессмассы на основе новолачных и резольных смол вводят стеарин и олеиновую кислоту, стеарат цинка, мыла и другие вещества, чтобы облегчить съем изделий с горячих прессформ. В литьевой сополимер стирола, например МСН, вводят стеарат кальция для улучшения процесса вальцевания массы и съема изделий с литьевых форм. В поливинилхлоридные смолы вводят парафин, стеарин и другие смазки. В заливочные композиции вводится стеарин для тех же целей. Применение эмульсии воска в качестве смазки основано на том, что она создает разделительный слой, облегчающий съем изделий с формы.
В разделе о наполнителях рассматривались причины усиливающего действия некоторых наполнителей, введенных в полимеры. Согласно этому представлению прочность полимеров должна расти с увеличением активной поверхности наполнителя, способствующей переводу полимерного связующего в ориентированное состояние тонких пленок. Усиливающее действие наполнителей наглядно проявляется в слоистых пластиках, пресс-порошках, резинах и других материалах. Действие усилителей проявляется в повышении механической прочности полимера (предела прочности при растяжении, удельной ударной вязкости, сопротивления истиранию и раздиранию), твердости и других показателей. Например, для повышения механической прочности и износостойкости резин в состав резиновой смеси вводят усиливающий наполнитель. К числу таких усилителей принадлежат вещества с предельно малой величиной частиц и развитой поверхностью: сажи, глины, углекислый магний, сульфат бария, алюмосиликат, белая сажа, двуокись титана и др.зунап Под мягчителями подразумеваются вещества, добавляемые к полимерным композициям и обладающие ограниченным пластифицирующим действием, т. е. способные вызвать небольшое набухание полимера. Пластифицирующий эффект их незначителен, но вместе с тем достаточен, чтобы вызвать снижение модуля упругости, повысить относительное удлинение при растяжении, облегчить введение наполнителя и перерабатываемость материала, улучшить морозостойкость, понизить временное сопротивление при изгибе и т. д.