Главная / Архив / Информационные статьи и описание продукции с прежнего сайта / Использование пенообразующих гранулированных добавок при производстве изделий из пластмасс

Использование пенообразующих гранулированных добавок при производстве изделий из пластмасс

Резкое увеличение цен на полимерные материалы (ПМ) в 2004 году активизировало производителей продукции на поиски путей снижения затрат по этой статье. Решение этой проблемы возможно несколькими способами, основные из которых – снижение брака при производстве и непосредственное снижение расхода ПМ. В свою очередь, оптимальным решением как одной, так и другой задачи является создание микроячеистой структуры ПМ.

Изделия с микроячеистой структурой получили достаточно широкое распространение.

Преимущества использования технологии вспенивания для получения полимерных изделий состоят, в основном, в уменьшении количества дефектов и снижении массы. Недостатки такого метода – невозможность формования прозрачных деталей и некоторое снижение – по сравнению с монолитными изделиями – прочности, которая уменьшается при возрастании степени вспенивания.

Технология физического вспенивания ПМ при переработке имеет ряд преимуществ перед использованием химических вспенивателей, основные из которых – универсальность по отношению к сырью и более широкий диапазон плотностей получаемых вспененных композиций.

Необходимо отметить, что наряду с несомненными преимуществами этой технологии использование физического вспенивания не позволяет на существующем оборудовании обеспечить получение изделий с микроячеистой структурой. Для ее внедрения требуются дополнительные затраты на технологическое переоснащение и приобретение лицензии. Достаточно быстрый переход на производство высококачественных и облегченных изделий могут обеспечить только химические вспениватели, которые могут быть жидкими или гранулированными.

Жидкие вспениватели, ввиду сложности их применения, мало используются в производстве изделий из ПМ. Наибольшее распространение получили гранулированные вспенивающие концентраты. Их преимущества заключаются прежде всего в простоте дозирования, удобства хранения, а также в том, что их можно вводить на стадии смешения ПМ с другими гранулированными функциональными добавками. Особенность их применения состоит в том, что для каждого вида ПМ необходимо использование специального гранулированного пенообразователя (порофора).

Концентрат вспенивающий полиэтиленовый используется для снижения брака, для устранении усадки и утяжек при литье под давлением изделий из полиэтилена и полипропилена, что особенно эффективно при производстве крупногабаритных изделий. Для этих целей рекомендуется введение 0,5–1,2% концентрата, при этом параметры технологического режима и прочностные характеристики изделия практически не изменяются, хотя при этом уменьшается плотность ПМ.

Для получения облегченных изделий, при котором расход сырья снижается на 20–25%, необходимо вводить 3–5% пенообразователя, но при этом требуются некоторые изменения в технологическом режиме:
- увеличение времени охлаждения изделия, так как с увеличением газовой фазы в материале его теплопроводность уменьшается;
- температура первой зоны материального цилиндра не должна быть выше температуры разложения порофора, чтобы не произошло преждевременного вспенивания материала;
- уменьшение дозы впрыска, которая зависит от требуемой плотности изделия и в каждом конкретном случае подбирается опытным путем;
- уменьшение давления впрыска.

При изготовлении изделий с незначительным изменением плотности по сравнению с монолитными, невспененными ПМ, в конструкции литьевой машины и пресс-формы изменений не требуется, единственное желательное условие – сопло должно быть самозапирающимся.

В ряде случаев при получении изделий с более высокой степенью вспенивания необходимы машины с увеличенной скоростью впрыска. Конструкция литьевых пресс-форм в этом случае имеет ряд специфических особенностей:
- подводящие литники должны быть расположены с тонкостенных частях отливок, а не в толстостенных, как при литье монолитных изделий из ПМ;
- выталкиватели большей площади должны быть установлены также в тонкостенных местах изделий;
- объем оформляющей полости пресс-формы в большинстве случаев может превосходить номинальный объем впрыска литьевой машины;
- оформляющая полость пресс-формы, удаленные от литника зоны и «глухие» места должны иметь развитую вентиляционную систему.

При использовании химических пенообразователей может возникнуть ряд проблем. Так, при недостаточном охлаждении изделия на его поверхности возникают бугорки из-за вздутия под действием давления газа, содержащегося в материале, особенно в местах обрыва литников. Если велика доза впрыска и недостаточна температура расплава на выходе из материального цилиндра литьевой машины, получается недостаточно вспененное изделие. Неравномерно окрашенная поверхность изделия с типичными следами потоков расплава и газовых пузырей возникает при передозировке пенообразователей.

ОДО «Поликонта» предлагает вспениватель, который на протяжении 5 лет успешно используется при производстве изделий из ПМ. Концентрат представляет собой гранулы желтоватого цвета каплевидной формы размером 2–6 мм.

Вспениватель содержит в своем составе химический газообразователь, активаторы его разложения, структурообразователь и антикоррозионные добавки. В качестве химического газообразователя используется азодикарбонамид (порофор с температурой разложения 160–170оС). При достижении температуры расплава выше температуры разложения порофора выделяется значительное количество газов, которые и вспенивают композицию.

В настоящее время концентрат вспенивающий полиолефиновый используется при производстве широкого ассортимента изделий – от малогабаритных изделий сложной конфигурации, в которых требуется соблюдение высокой размерной точности, до крупногабаритных облегченных изделий, таких как сиденья для стадионов и офисные кресла.

Накопленный опыт использования вспенивателей позволяет сделать вывод о возможности применения этих материалов при производстве значительно большего ассортимента литьевых и экструзионных изделий. И как было отмечено, практическое использование для этих целей химического вспенивания с помощью гранулированных вспенивающий концентратов не требует вложения значительных средств в переоборудование производства, что является особенно привлекательным в условиях мало- и среднесерийного производства изделий из ПМ.

По материалам журнала "Полимерные материалы"