Изготовление пластиковых изделий

Наша фирма занимается изготовлением пластиковых изделий на заказа партиями от 200 шт. методом литья пластмасс. Процесс литья частично кристаллических полимеров имеет определенные сложности. Степень кристаллизации наиболее вы­сока у полимеров с более корот­кими молекулами, то есть с отно­сительно меньшей молекулярной массой.

Рис. 3. 43 Изготовление пластиковых изделий

На рис. 3. 43  показана зави­симость объема полимера от темпе­ратуры. В расплаве между макроце­пями имеются «свободные прост­ранства», которые молекулы могут занять кинетически активными сегментами. Как видно из рис. 3. 43, также замораживается и свободный объем. При кристаллизации, в идеальном слу­чае, объем должен скачкообразно изменяться до меньшего значения удельного объ­ема. Однако даже в этом случае сохраняются небольшие аморфные области, опреде­ляющие возможность медленного течения или ползучести материала. Этот свобод­ный объем уменьшается до ничтожного при температуре абсолютного нуля, когда перенос тепла больше не может происходить. Удельный объем полимера изменяется с изменением давления даже при темпе­ратурах стеклования при изготовление пластиковых изделий.

Следует отметить, что величина замороженного свободного объема зависит от скорости, с которой материал охлаждается; высокие скорости охлаждения приводят к большему свободному объему. Это очень важно для практики. При большом сво­бодном объеме пластиковых изделие становится менее хрупким.

Кристаллизация при изготовление пластиковых изделий

До того как существование макромолекул было признано, наличие высококрп-сталлических структур было лишь предположением. Подобные структуры были обнаружены при переохлаждении или растягивании целлюлозы и натурального каучука. Позднее было установлено, что кристаллический порядок существует так­же в синтетических высокомолекулярных материалах, таких как ПА, ПЭ и даже поливинилы. Из-за полидисперсности высокомолекулярных материалов нельзя до­стичь 100%-ной степени кристалличности. Поэтому такие полимеры называют ча­стично кристаллизующимися. Принято считать, что полукристаллические структу­ры существуют небольшими областями, в которых кристаллиты соединяются меж­ду собой статистическими или аморфными полимерными макромолекулами.

В настоящее время с помощью электронных или усовершенствованных оптиче­ских микроскопов хорошо распознаются различные по морфологии кристалличе­ские структуры. Они представляют собой:

• Единичные кристаллы при изготовление пластиковых изделий. Такие кристаллы формируются из растворов и помо­гают в теоретических исследованиях. В данном случае формируются кри­сталлы в виде пластинок и иногда в виде «усов».

• Сферолиты. По мере затвердевания расплава полимера из нескольких сло­женных цепей образуются фибриллярные сферолиты размером до 0, 1 мм в диаметре. Типичный пример сферолитной структуры показан на рис. 3. 47. Рост сферолнтов в расплаве ПП показан на рис. 3. 48.

• Деформированные кристаллы. Если частично кристаллизующийся полимер подвергается деформации при кристаллизации, вместо сферолитов образу­ются ориентированные ламели.

• «Шиш-кебаб» (дендритная структура). Это комплексные кристаллы, обра­зуемые круглыми ламеллями, фибриллами и «усами» при изготовление пластиковых изделий. Подобные структуры формируются, когда расплав подвергается деформации сдвига при затверде­вании.

Доля кристаллической фазы при изготовление пластиковых изделий может быть описана уравнением Аирами.