Литье пластмасс под давлением по технологии MuCell (коммерческое название этой технологии Microcellular Injection Molding) — это смешение «сверхкритического газа» (обычно используется азот или углекислый газ в пластмассовом изделие) с расплавом полимера в материальном цилиндре машины для создания однофазного раствора. В процессе литья пластмасс под давлением газ формирует равномерно распределенные поры (пузырьки) малого размера в пластмассовом изделие — диаметром от 0,1 до 10 мкм. Внутреннее давление возрастает из-за того, что образуется пенистая структура, которая устраняет необходимость прикладывать давление уплотнения, что улучшает стабильность размеров пластмассового изделия. Этот процесс используется для экономии полимерного материала без ухудшения механических свойств пластмассового изделия. Поскольку молекулы газа заполняют свободные вакансии между молекулами полимера, это эффективно уменьшает вязкость и температуру стеклования полимера, что позволяет получать литые пластмассовые изделия при более низких температурах и давлениях.
Описание технологического процесса
Микропористыми пластмассами называются однофазные растворы полимера и газа за счет растворения или насыщения полимера сверхкритической жидкостью (С02 или Nj), процесс образования центров кристаллизации регулируется за счет изменения давления и температуры.
В результате при литье пластмасс под давлением по технологии MuCell образуется пористый материал с диаметром пор от 0,1 до 10 мкм (рис. 7.39) и плотностью пор от 10" до 10'' на один кубический сантиметр. MuCell-процесс был предложен Сахом и сотрудниками как средство экономии сырья при производстве массивных пластмассовых изделий. Основной задачей является сохранение механических свойств. Даже при уменьшении веса изделия на 5-95% за счет замены полимера газом значительно увеличивается прочность пластмассового изделия (поры также служат барьерами на пути трещин, «затупляя» их концы). Микропористый ПС имеет в пять раз большую ударную прочность, чем ПС, переработанный без насыщения газом. Усталостная долговечность ПК с относительной плотностью нор 0,97 в четыре раза больше, чем у аналога из ненасыщенного газом материала. Более того, поскольку газ заполняет все незаполненные молекулярные вакансии между молекулами полимера, он значительно уменьшает вязкость и температуру стеклования расплава при литье пластмасс под давлением по технологии MuCell. Поэтому материал можно обрабатывать при значительно более низких давлениях и температурах при литье пластмасс под давлением по технологии MuCell.
Рис. 7.39. Микрофотография микропористого ПС (с разрешения Institute of Chemistry, The Chinese Academy of Science)
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020