Производство изделий из пластмассы

Производство изделий из пластмассы по техно­логии MuCell наряду с операциями, которые присущи обычному литью под давлением изделия из пластика на заказ,  включает в себя четыре других:

• Атмосферный газ (N₂ и СО,) впрыскивается в материальный цилиндр маши­ны для формирования раствора полимер-газ.

• Большое число центров кристаллизации (упорядочивание по величине вы­ше, чем при обычных процессах вспенивания) происходит за счет быстрого и значительного падения давления.

• Рост пор контролируется такими параметрами процесса, как давление и тем­пература в расплаве.

• Формование изделия из пластика на заказ происходит внутри литьевой пресс-формы.

Производство изделий из пластмассы по техно­логии MuCell несмотря на то что в полимере может быть растворено значительное число жидкостей (или газов), многие из них либо корродирующие, либо более дорогие или представляют опасность для здоровья людей.Рис. Производство изделий из пластмассы ( изделия из пластика на заказ)

К наиболее часто используемым газам в процессе производства изделий из пластмассы по техно­логии MuCell относятся N_L, и С0₂. Растворимость углекислого газа выше, чем растворимость азота, однако азот имеет тенденцию к образованию более мелких пор и дает лучшее качество поверхности из­делия из пластика на заказ. Чтобы увеличить скорость диффузии азота и углекислого газа в полимере, используется механическое смешение и создание сдвиговых напряжений между га­зом и полимером, что также увеличивает поверхность контакта газа с полимером и уменьшает размеры несмешанных областей. Кроме того, растворимость газа улуч­шается за счет его перевода в «сверхкрптическое» состояние. В этом состоянии газ ведет себя как жидкость (сверхкритическая жидкость), поэтому его количество можно точно измерить перед вводом в расплав полимера, но при этом он сохраняет высокую скорость диффузии, что обусловливает его равномерное распределение и растворение в расплаве. Поступление сверхкритического газа в расплав полимера обеспечивается за счет использования отдельной системы, в которой установлен на­сос для сжижения газа. Поступление газа в узел впрыска измеряется электромагнит­ным дозирующим клапаном, который управляется микроконтроллером машины. Производство изделий из пластмассы по техно­логии MuCell для создания раствора газ-полимер использует шнек специальной конструкции. Его можно использовать как для описываемой технологии, так и в традиционном литье изделий из пластика на заказ.

Растворимость газа возрастает с повышением давления и уменьшением темпера­туры при производстве изделий из пластмассы по техно­логии MuCell. Перед впрыском давление расплава поддерживается на необходимом уровне с высоким противодавлением шнека, чтобы сохранять газ растворенным в полимере. Кроме того, процесс требует определенной скорости впрыска, чтобы удерживать газ в растворенном состоянии до начала образования микропористой структуры в литье­вой форме. Уплотнение нежелательно, поскольку оно задерживает образование пор растворенным газом. Более того, внутреннее давление растущих пор заменяет давление выдержки.

Во время впрыска образование пор зависит от условий процесса, к которым от­носятся давление и температура расплава. Размер пор в общем случае обратно пропорционален их плотности и определяется термодинамикой кристаллизации и рос­та пор, а также количеством газа, растворенного в полимере.

В принципе, чем больше количество газа, растворенного в полимере, тем больше плотность пор и тем меньше их размер. Обычно диаметры нор лежат в области от 0, 1 до 10 мкм (по сравнению с 250 мкм пли более при получении конструкционного пе­нопласта). Размеры пор настолько малы, что их невозможно разглядеть невоору­женным глазом, поэтому такие отливки могут походить на изделия из сплошного по­лимерного материала с приемлемым внешним видом. Основными отличиями между изделиями из пластика на заказ, изготовленными по технологии микропористого литья(производство изделий из пластмассы по техно­логии MuCell), и изделиями из пластика, изготовленными по обычной технологии, являются способ формирования структу­ры, размеры и распределение пор, ограничения на толщину и физические свойства, а также внешний вид изделий из пластика на заказ.