Переработка пластмасс

                Kunststoffverarbeitung




  Dr.-lng. Otto Schwarz
  Dipl.-lng. Friedrich-Wolfhard Ebeling
  Dipl.-lng. Brigitte Furth

  9., iiberarbeitete Auflage










  Vogel Buchverlag

Шварц О., Эбелинг Ф.-В., Фурт Б.





                ПЕРЕРАБОТКА ПЛАСТМАСС





Перевод с немецкого под редакцией канд. техн, наук
А.Д, Паниматченко









Санкт-Петербург

2005

УДК 678.06
ББК35.710Нем
ШвЗЗ


ШвЗЗ Переработка пластмасс / Шварц О., Эбелинг Ф.-В., Фурт Б.; под. общ. ред. А.Д. Паниматченко. — СПб.: Профессия, 2005. — 320 стр., ил.


       ISBN 5-93913-079-8
       ISBN 3-8023-1893-5 (нем.)



           В практическое руководство вошло описание основных способов переработки пластмасс, некоторых методов дополнительной обработки и соединения изделий на их основе. Описано современное промышленное оборудование и рассмотрены специфические проблемы, возникающие в ходе его эксплуатации. Издание содержит большое количество иллюстративного материала и отличается доступным стилем изложения.
           Книга адресована широкому кругу специалистов, работающих в индустрии пластмасс.



                                            УДК 678.06
ББК35.710Нем









Copyright of the Original German language edition:
   by Vogel Industrie Medien GmbH & Co KG, Wurzburg (Germany). All right reserved.

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.


ISBN 5-93913-079-8
ISBN 3-8023-1893-5 (нем.)

© 2002 by Vogel Verlag
© 2005, H. Савченков, перевод
© 2005, изд-во «Профессия»

            ПРЕДИСЛОВИЕ К 9 ИЗДАНИЮ


  В переработке пластмасс уже не появляется принципиально новых методов — техническое развитие относится по большей части к новинкам автоматизации, управляющей и регулирующей техники, направленным на выпуск продукции более высокого качества. Отметим, что прогресс все больше затрагивает области и методы, которые ранее относились исключительно к сфере ручного труда.
  Как и все предшествующие, очередное издание данной книги должно стать ориентиром для всех кто хочет иметь максимально широкое представление о переработке пластмасс. В связи с этим мы сохранили простой и доступный способ изложения.
  Авторы благодарят издательство Vogel Buchverlag за приятную совместную работу и надеются, что книга заинтересует широкий круг читателей и вызовет горячий отклик.

О. Шварц, Ф.-В. Эбелинг, Б. Фурт




            ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ


  Вашему вниманию предлагается издание, в котором в наглядной форме и понятным языком обобщены современные представления и накопленные экспериментальные данные по технологии переработки полимеров, пластических масс, композиционных материалов и эластомеров, подбору основного оборудования и оснастки. Кроме обзора процессов переработки, авторы включили описание важного периферийного оборудования и программ автоматизации, и представили справочные данные, соответствующие принятой в Германии системе стандартов. Книга будет полезной с точки

ПРЕДИСЛОВИЕ

зрения углубления представлений о процессах, протекающих в рабочих органах машин, и их влиянии на конструктивное исполнение оборудования, его энегросиловые параметры и качество готовых изделий.
   Первая глава является вводной. В ней приведены общие сведения о методах переработки полимерных материалов, которые описываются в последующих главах. Кроме того, внимание уделено технологическим свойствам пластмасс, которые позволяют выбрать метод и режим переработки материалов.
   Вопросы теории и практики подготовительного производства рассмотрены во второй главе. Большой интерес представляют основы процесса смешения и диспергирования, от которых во многом зависят физико-механические свойства готовых изделий.
   Основной объем книги приходится на разделы, посвященные наиболее распространенным способам производства изделий из пластмасс. Она содержит сведения, которые требуется знать при производстве изделий методом экструзии, и необходимых для оптимизации данного процесса. Книга знакомит с важнейшими для экструзии параметрами: вязкость, термические свойства, температура нагрева материального цилиндра.
   В главе, посвященной литью по давлением, представлено описание современных конструктивно-технологических разновидностей данного метода, а также излагаются основные закономерности процессов, протекающих в рабочих органах литьевых машин. Внимание читателя привлекут сведения об интенсификации процесса формования, а также данные по современному приборному оснащению и системам управления литьевыми машинами.
   Для специалистов будет весьма полезно знакомство с накопленным в Германии опытом в области технологии прессования термореактивных пресс-материалов.
   В одной из глав книги обсуждается переработка листовых термопластичных материалов, рассматриваются теория и практика процессов получения крупногабаритных изделий методами пневмо- и вакуумформования. Кроме того, в книге есть главы, посвященные вопросам каландрования, технологии производства изделий из армированных материалов, методам формования изделий из вспенивающихся материалов, способам получения покрытий из полимерных материалов, а также декоративной обработки изделий; приведены краткие сведения по сварке и склеиванию пластмасс. Технологам будет весьма интересно ознакомиться с основными рекомендациями по проведению процессов формования изделий из олигомеров.
   Книга адресована специалистам индустрии пластмасс. С помощью данной книги даже начинающий специалист сможет правильно организовать производство изделий из полимерных материалов: выбрать режимы и основное оборудование для переработки, составить композицию для получения изделия с заданными свойствами, правильно заказать индивидуальную оснастку.


к.т.н. А Д. Паниматченко

            СОДЕРЖАНИЕ



    1. Введение в технологию полимеров..................................13
      1.1. Классификация полимеров......................................13
      1.2. Температурный режим и переработка полимеров..................15
      1.3. Параметры, влияющие на переработку...........................15
          1.3.1. Молекулярная масса и степень полимеризации.............15
          1.3.2. Насыпная плотность, плотность заполнения, степень уплотнения.16
          1.3.3. Текучесть полимеров....................................16
              1.3.3.1. Текучесть термопластов...........................16
              1.3.3.2. Текучесть реактопластов..........................17
    2. Приготовление и подготовка сырья ................................18
      2.1. Общая информация.............................................18
      2.2. Измельчение..................................................19
      2.3. Смешение.....................................................21
      2.4. Пластосмешение...............................................24
      2.5. Гранулирование...............................................26
      2.6. Хранение и транспортировка...................................27
    3. Каландрование....................................................31
      3.1. Общие сведения...............................................31
      3.2. Полимерные материалы, перерабатываемые каландрованием........32
      3.3. Устройство каландра..........................................32
      3.4. Устройство линии каландрования и технология производственных процессов 33
      3.5. Дополнительная обработка листов (пленок).....................38
    4. Нанесение покрытия на подложку...................................39
      4.1. Общие сведения...............................................39
      4.2. Подложки и их предварительная обработка......................39
      4.3. Составы для покрытий.........................................40
      4.4. Способы нанесения покрытий и используемое для этого оборудование...41
          4.4.1. Намазывание............................................41
          4.4.2. Нанесение покрытия валком..............................42
          4.4.3. Нанесение покрытия методом погружения..................43
          4.4.4. Нанесение трафаретной печатью..........................43

СОДЕРЖАНИЕ

        4.4.5. Экструзионное нанесение покрытия............................44
        4.4.6. Нанесение покрытия каландрованием...........................44
        4.4.7. Косвенное нанесение покрытий................................45
        4.4.8. Термокамера.................................................45
        4.4.9. Охлаждение..................................................46
    4.5. Технология нанесения покрытий из ПВХ..............................46
    4.6. Поверхностная обработка подложек с нанесенным на них покрытием.....47
        4.6.1. Тиснение....................................................47
        4.6.2. Перекрашивание..............................................48
        4.6.3. Нанесение лакового покрытия.................................48
 5.  Экструзия.............................................................49
    5.1. Общая информация..................................................49
    5.2. Материалы, перерабатываемые экструзией............................50
    5.3. Конструкция экструдера............................................51
        5.3.1. Одношнековый экструдер......................................51
             5.3.1.1. Шнек.................................................52
             5.3.1.2. Цилиндр..............................................54
             5.3.1.3. Приводы..............................................55
             5.3.1.4. Нагрев и охлаждение..................................55
        5.3.2. Двухшнековый экструдер......................................55
    5.4. Технологические процессы в экструдере.............................57
        5.4.1. Перемещение полимера........................................58
        5.4.2. Уплотнение полимера.........................................58
        5.4.3. Расплавление полимера.......................................59
        5.4.4. Гомогенизация расплава......................................60
        5.4.5. Рост давления в цилиндре экструдера.........................61
    5.5. Экструзионные головки.............................................62
        5.5.1. Формующие головки для изготовления труб и профилей..........62
        5.5.2. Экструзионные головки в производстве плоских пленок и листов.65
        5.5.3. Экструзионные головки для получения рукавной пленки методом раздува............................................................66
        5.5.4. Головки для нанесения изоляции экструзией...................67
    5.6. Оборудование, входящее в состав экструзионных линий...............68
        5.6.1. Калибровочное оборудование..................................68
        5.6.2. Охлаждающее оборудование....................................70
        5.6.3. Приемные устройсва..........................................70
        5.6.4. Намоточные устройства.......................................71
        5.6.5. Устройства, используемые для разделительной резки...........71
    5.7. Экструзионные линии...............................................72
        5.7.1. Экструзионные линии для производства труб и профилей........72
        5.7.2. Линии для изготовления листов и плоских пленок..............74
        5.7.3. Линии для производства пленок методом экструзии рукава с раздувом.... 76
        5.7.4. Оборудование, используемое для облицовки....................77
        5.7.5. Линии для вторичной переработки полимеров (ПЭ)..............79
        5.7.6. Прочие экструзионные линии..................................81
    5.8. Технологический процесс...........................................83
        5.8.1. Производственный контроль...................................83

СОДЕРЖАНИЕ                                                        9

          5.8.2. Управление, измерения и регулировки, осуществляемые на экструзионных установках.........................................83
          5.8.3. Поддержание экструзионных установок в рабочем состоянии....86
    6. Экструзионно-раздувное формование....................................87
      6.1. Общая информация.................................................87
      6.2. Формующие головки для изготовления заготовок.....................88
          6.2.1. Головки с радиальным обтеканием............................89
          6.2.2. Головки с осевым обтеканием................................90
          6.2.3. Накопительные головки......................................90
          6.2.4. Прочие головки.............................................91
      6.3. Узел раздува.....................................................92
          6.3.1. Передача заготовки.........................................92
          6.3.2. Раздув заготовки...........................................92
          6.3.3. Узел смыкания формы........................................93
      6.4. Раздувные формы..................................................94
      6.5. Раздувные машины, используемые для изготовления полых изделий....96
      6.6. Экструзионно-раздувное формование с вытяжкой.....................98
    7. Отливка пленок......................................................100
    8. Литье под давлением ................................................102
      8.1. Общая информация................................................102
          8.1.1. Формовочные массы.........................................102
          8.1.2. Литьевые машины...........................................102
          8.1.3. Литьевые формы............................................114
          8.1.4. Конструирование изделия...................................129
          8.1.5. Технология литья под давлением............................142
      8.2. Инжекционно-раздувное формование................................156
          8.2.1. Машины, используемые для инжекционно-раздувного формования.156
          8.2.2. Инжекционно-раздувные формы...............................157
          8.2.3. Изготовление изделий......................................158
      8.3. Литье вспененных термопластов...................................158
          8.3.1. Материалы.................................................158
          8.3.2. Машины, используемые для литья вспененных термопластов.....159
          8.3.3. Литье вспененных термопластов.............................160
          8.3.4. Литьевые формы............................................161
      8.4. Инжекционно-газовое литье (ИГЛ).................................162
          8.4.1. Материалы.................................................162
          8.4.2. Литьевые машины с дополнительным оборудованием, предназначенные для ИГЛ..................................................162
          8.4.3. Технология ИГЛ............................................163
          8.4.4. Литьевые формы............................................165
      8.5. Многокомпонентное литье под давлением...........................165
          8.5.1. Материалы.................................................165
          8.5.2. Литьевые машины, используемые в процессе многокомпонентного литья...........................................................166
          8.5.3. Описание технологии.......................................166
          8.5.4. Литьевые формы............................................167
    9. Прессование..........................................................168
      9.1. Общие сведения...................................................168

СОДЕРЖАНИЕ

    9.2. Определения.....................................................168
    9.3. Материалы: формы поставки, типизация и приготовление сырья......169
    9.4. Подготовка полимерного сырья к прессованию......................171
        9.4.1. Дозировка.................................................171
        9.4.2. Таблетирование............................................172
        9.4.3. Предварительный нагрев....................................172
        9.4.4. Предпластикация...........................................172
    9.5. Прессование.....................................................173
        9.5.1. Конструкции прессов.......................................175
        9.5.2. Пресс-формы...............................................176
    9.6. Прессование реактопластов, армированных волокнистым наполнителем.177
    9.7. Литьевое прессование............................................178
        9.7.1. Конструкции прессов для литьевого прессования.............178
        9.7.2. Пресс-формы для литьевого прессования.....................179
        9.7.3. Давление и температура прессования........................179
    9.8. Снятие облоя....................................................179
    9.9. Прессование слоистых изделий....................................180
    9.10. Прессование термопластов.......................................182
  10. Вспенивание........................................................183
    10.1. Общая информация...............................................183
    10.2. Получение пенопластов..........................................184
        10.2.1. Полимеры.................................................185
        10.2.2. Порообразующие вещества..................................185
        10.2.3. Прочиедобавки............................................187
    10.3. Обзор технологии вспенивания...................................187
    10.4. Пенопласты с равномерным распределением плотности..............188
        10.4.1. Технология изготовления реакционных пенопластов..........188
              10.4.1.1. Непрерывная переработка..........................188
              10.4.1.2. Периодическая переработка........................190
              10.4.1.3. Распыление и нанесение покрытия намазыванием.....191
              10.4.1.4. Вспенивающие установки...........................191
        10.4.2. Технология изготовления термопластичных пенопластов......192
              10.4.2.1. Технология изготовления пенополистирола..........192
              10.4.2.2. Вспенивание......................................192
              10.4.2.3. Метод «Trovipor».................................194
    10.5. Интегральные пенопласты........................................194
        10.5.1. Литье отверждающихся пенопластов.........................195
              10.5.1.1. Установки для получения интегральных пенопластов.196
              10.5.1.2. Смесительные головки.............................197
              10.5.1.3. Крепежные фланцы пресс-форм......................197
              10.5.1.4. Пресс-формы......................................199
              10.5.1.5. Дополнительная обработка.........................199
        10.5.2. Технология вспенивания без давления......................199
  11. Переработка армированных полимеров.................................200
    11.1. Общая информация...............................................200
    11.2. Исходные материалы.............................................200
        11.2.1. Ненасыщенные полимеры....................................200
        11.2.2. Эпоксидные смолы.........................................202