Литье пластиков (пластиковое литье)

Свойства каждого отдельного типа сополимеров при литье пластиков (пластиковое литье) рассматриваются в различных публикациях, а также в каталогах, выпускаемых фирмами-производителями. Краткие све­дения об их структуре, свойствах и условиях их формования приводятся далее.

Смеси полистирол/(стирол-бутадиен-стирол + смазка) при литье пластиков (пластиковое литье)

В блоксополимерах стирола и бутадиена образуется сеть межмолекулярных свя­зей (рис. 2. 31). При высоких температурах эта сеть утрачивает прочность, и блоксополимер становится текучим; однако при комнатной температуре ему присуще соче­тание прочности и эластичности, подобное свойствам высококачественных вулканизатов. Блоксополимеры в виде чистого полимера трудно поддаются литью пластиков под давлением, поэтому в этом случае их всегда смешивают с другими материалами. Чаще всего к блоксополимерам стирола и бутадиена с чередованием блоков добав­ляют ПС и минеральные масла (можно использовать и большое число других доба­вок, но они не оказывают значительного влияния на физические свойства). Струк­тура смесей состоит из твердой фазы (ПС) и эластомерной фазы (стирол-бутади­ен-стирол + смазка) (рис. 2. 32). При комнатной температуре обе фазы — прочные материалы, поэтому их можно смешивать почти в любых пропорциях, что позволяет выпускать пластиковые изделия с разнообразными свойствами для пластикового литья. В специальной литературе при­водятся некоторые общие составы.

Многие из таких компаундов предназначены для использования в обувной про­мышленности при литье пластиков (как правило, из них делается подошва). Поскольку обувь выпускает­ся самых разнообразных видов и размеров, использование стальных литьевых пресс-форм для литья пластиков

Рис. 2. 32. Морфология смесей твердого полимера и эластомера при литье пластиков (пластиковое литье)

было бы неэкономично, и чаще всего вместо стальных используют алюминиевые для пластикового литья. Такие формы для литья пластиков могут выдерживать только очень небольшое усилие смыкания, что, в свою очередь, ограничивает давление впрыска. По этой причине расплавы соста­вов, предназначенных для производства обуви методом литья пластиков под давлением, обладают относительно низкой вяз­костью, а для их литья используются специальные машины с низким давлением впрыска. Существует три типа машин: традиционные машины с возвратно-поступа­тельным движением шнека, машины с неподвижным шнеком (по сути, это экструдеры периодического действия) и машины со шнековым предпластикатором, где рас­плав поступает в накопитель, откуда вытесняется в форму под действием плунжера. На таких машинах часто перерабатывают смеси компонентов, и окончательное сме­шение производится в процессе литья пластиков (пластиковое литье). Полибутадиеновый сегмент в составе эласто­мера является ненасыщенным (то есть содержит двойные связи). Если материал чрезмерно нагревается, то эти связи раскрываются и начинают сшивать полимер. Таким образом, повышение температуры расплава выше определенного значения (около 225 °С) приводит к эффекту, противоположному желаемому.

Пластиковое литье смеси ПП/(стирол-этиленбутадиен-стирол + масло)

Структуры смесей ППДстирол-этиленбутадиен-стирол + смазка) и смесей ПСДстирол-бутадиеи-стирол + смазка) сходны (они представляют собой поли­дисперсную смесь из твердой прочной фазы, представленной ПП, и прочной, эла­стичной фазы эластомера). В этом случае две фазы также могут смешиваться поч­ти в любых пропорциях. Однако имеются и некоторые отличия. ПП обладает достаточно высокой температурой плавления, поэтому смесь должна перерабаты­ваться при более высоких температурах. Сегмент поли(этилен-бутадиен) в составе эластомера является полностью насыщенным (то есть не содержит двойных свя­зей). Следовательно, материал более теплоустойчив (примерно на 75 °С) и может выдержать повышение температуры переработки пластиков. Этот эластомер чрезвычайно хо­рошо сочетается с парафиновыми минеральными маслами, поэтому можно произ­водить очень мягкие компаунды (твердость по Шору менее 10). Наконец, надо от­метить, что подобные компаунды обладают значительной неныотоновской вязко­стью. Как правило, при литье пластиков (пластиковое литье) такого материала впрыск осуществляется с большой скоростью, а впускные литники имеют небольшое сечение. При высокой скорости впрыска необходимо обеспечить хорошую вентиляцию формы (часто используют вакуумирование), при этом особого внимания требует расположение вентиляци­онных каналов.

Литье пластиков смеси ППДэтиленпропиленовый каучук + смазка)

Структура таких смесей также представляет собой полидисперсную систему — в данном случае имеется твердая фаза, состоящая из ПП, и фаза эластомера из эти-ленпроппленового каучука (в котором часто содержится смазка). Отличие этих сме­сей состоит в том, что фаза эластомера обладает небольшой прочностью и может течь при комнатной температуре. По этой причине количество включаемой в состав фазы этиленпропиленового каучука, добавляемой к ПП, ограничено, а при превы­

Рис. 2. 33. Структура динамических вулканизатов при пластиковом литье пластиков

шенин допустимого уровня происходит значительная потеря прочности. Из-за этого такие смеси достаточно жестки (твердость по Шору свыше 60). Подобные компаунды могут производиться и с использованием вместо этиленпропиленового каучука блоксополимеров ПЭ. Литье под давлением из рассматриваемой смеси осу­ществляется с соблюдением практически таких же условий, что и при литье пластиков (пластиковое литье) чистого ПП, но с большим давлением впрыска.