Polimery - Notatki - Materiałoznawstwo, Notatki z Inżynieria materiałowa

Pobierz Polimery - Notatki - Materiałoznawstwo i więcej Notatki w PDF z Inżynieria materiałowa tylko na Docsity!

Polimery syntetyczne powstają w wyniku reakcji chemicznej związków chemicznych Tworzywo sztuczne = polimer +dodatki -napełniacze

• środki pomocnicze Podział tworzyw: Tworzywa ze względu na właściwości mechaniczne można podzielić na plastomery i elastomery. Plastomery –to tworzywa w których współczynnik sprężystości wzdłużnej E ma wartość od 1000-1500Mpaa wydłużenie ma wartość 1-200% Elastomery- charakteryzują się tym że E ma wartość 1-6Mpa natomiast wydłużanie osiąga do 1000 i więcej % Podział tworzyw ze względu na właściwości cieplno- przetwórcze: -termoplastyczne (termoplasty)-charakteryzują się tym że w podwyższonej temperaturze są plastyczne natomiast w temperaturze pokojowej i niższej są w stanie stałym przy czym tworzywa te można wielokrotnie przeprowadzać ze stanów plastycznego w stały i odwrotnie. -utwardzalne- (duroplasty) - w podwyższonej temperaturze są plastyczne ,tworzywo to tylko raz przejdzie w stan ciekły, przejście to może się odbywać pod wpływem dwóch bodźców :temperaturowy(termoutwardzalne )i chemiczny (chemoutwardzalne) Stany skupienia polimerów: Pod wpływem temperatury polimer nie wyparowują gdyż mają zbyt duże makrocząsteczki. Ulegają tylko rozkładowi cieplnemu ; depolimeryzacji i destrukcji. Proces depolimeryzacji jest odwrotny do procesu polimeryzacji i polega na rozkładzie cieplnym polimeru z wydzieleniem odpowiadającego mu monomeru. Destrukcja- rozkład polimeru na związki małocząsteczkowe. W klasycznym ujęciu polimery występują tylko w stanie stałym i ciekłym przy czym stan stały dzieli się na stan szklisty i wysokoelastyczny .W przetwórstwie stan polimerów dzieli się na stały plastyczny i ciekły. Rys Celem przetwórstwa tworzyw jest otrzymywanie w określonych warunkach gotowych do użytków wytworów o żądanej jakości wymaganej strukturze kształcie i właściwościach. Wytwory te otrzymuje się w bardzo wydajnych i prawie bezodpadowych procesach technologicznych np. otrzymywanie podczas wtryskiwania ,gotowych przedmiotów(krzesła plastikowe ,ogrodowe). Tworzywo można przetwarzać we wszystkich stanach jego skupienia więc tworzywo wejściowe w stanie stałym może mieć kształt ziaren o bardzo dużych rozmiarach(tzw. tabletki-wymiar tabletki2-3mm) Tworzywo może mieć kształt taśmy ,pręta ,płyty ,arkusza. Tworzywo wejściowe w stanie plastycznym to różnego rodzaju pasty. Tworzywo wejściowe w stanie płynnym to różnego rodzaju żywice. Tworzywo wejściowe może mieć również różny stany-plastyczny , stały lub ciekły. Tworzywa można obrabiać Klasyfikacja metod przetwórstwa. Z punktu widzenia zjawisk zachodzących podczas przetwórstwa tworzyw można wyróżnić następujące grupy metod przetwórstwa tworzyw: Fizyko-chemiczne (dzieli się na przetwórstwo pierwszego i drugiego rodzaju) -do pierwszego rodzaju należą spajanie , borowanie suszenie obróbka cieplna i powierzchniowa, rozdzielanie cieplne -do drugiego rodzaju –wytłaczanie , wtryskiwanie, prasowanie , laminowanie , kalendarowanie , odlewanie, mieszanie, przędzenie. Chemiczno-fizyczne- to formowanie polimeryzacyjne , nanoszenie , klejenie , kitowanie, drukowanie, metalizowanie, ulepszanie chemiczne. Do metod przetwórstwa fizyko chemicznych I rodzaju zalicza się te metody w których wiodącą rolę odgrywają zjawiska chemiczne (głównie cieplne, reologiczne , przepływy, zjawiska , dynamiczne, kinematyczne) a znaczenie zjawisk chemicznych jest mniej istotne. Przetwórstwo chemiczno – fizyczne tu ważną rolę odgrywają zjawiska chemiczne zwłaszcza jeżeli chodzi o warstwę wierzchnią wytworu natomiast znaczenie zjawisk fizycznych jest również istotn

Reologia- jest to nauka o odkształceniu ciał pod wpływem sił zewnętrznych przebiegającym w skończonym czasie ,rozpatrując procesy reologiczne bierze się pod uwagę ruchy elementów tego samego ciała względem siebie. Nie rozpatruje się ruchu ciała jako całości. Fundamentalnym pojęciem reologicznym jest odkształcenie , jednym z rodzajów odkształceń jest odkształcenie postaciowe tzn. odkształcenie powodujące zmianę kształtu ciała bez zmiany jego objętości. Ścinanie proste odgrywa podstawową rolę w procesach przetwórstwa tworzyw można je rozpatrywać w warunkach odkształcenia sprężystego, plastycznego oraz podczas przepływu .Odkształcenie nazywa się sprężystym jeżeli jest samorzutnie odwracalne tzn. zanika po ustaniu działania sił .Energia zużyta na odkształcenie sprężyste ciała jest w nim magazynowana i odzyskiwana w czasie powrotu ciała do pierwotnego kształtu. Odkształcenie nazywa się plastycznym jeżeli jest ono nieodwracalne tzn. nie zanika po ustaniu działania sił. Energia jaka jest zużyta na odkształcenie plastyczne ciała dysypacji czyli zamianie głównie na energię cieplną. Przepływem nazywa się odkształcenie nieodwracalne którego stopień ciągle wzrasta wraz z upływem czasu. Rozpatrując ścinanie proste bierze się pod uwagę elementy prostopadłościanu tworzywa o boku a. Na górną ściankę działa wypadkowa siła Ft. Rys 2 Siła ta przesówa górną ściankę względem dolnej o wielkość dl.

Stosunek nazywa się gradientem przesunięcia(odkształcenie kątowe

Ciało sprężyste Hookea jest to ciało dla którego w warunkach ścinania prostego występuje prosta proporcjonalność pomiędzy naprężeniem stycznym a odkształceniem kątowym. Ciała plastyczne przy małych naprężeniach stycznych zachowują się jak ciała sprężyste, po osiągnięciu jednak pewnej wartości naprężenia stycznego τy naprężenie w tych ciałach pozostaje w przybliżeniu stałe niezależnie od przesunięcia τ= τy. Rozpatrując ścinanie proste w warunkach przepływu bierze się pod uwagę warstwę płynu znajdującego się między dwiema równoległymi płytami o bardzo dużych rozmiarach. Rys

Płyta dolna jest nieruchoma a na górną płytę działa siła F która przesuwa ze stałą prędkością ?????/ W warunkach ruchu ustalonego siła F jest równoważona przez siłę tarcia wewnętrznego płynu .W skutek adchezji warstwa płynu przylegająca bezpośrednio do płyty głównej ma taką samą prędkość. Więc rozkład prędkości jest taki jak na rysunku. Droga jaką przebędzie warstewka płynu bezpośrednio przylegająca do płyty ruchomej wynosi Płynami nieniutonowskimi definiuje się płyny ,również gazy oraz ciała plastyczne dla których w warunkach ścinania prostego warstewek płynu istnieją proste proporcjonalności pomiędzy naprężeniem stycznym a prędkością ścinania. Wzór Newtona: jednostka lepkości [Pas] Współczynnik proporcjonalności η nosi nazwę lepkości dynamicznej i zależy od temperatury ,ciśnienia i stopnia polimolekularności. Ze wzrostem ciśnienia lepkość rośnie a ze wzrostem temperatury maleje. Płynność to odwrotność lepkości. Jednostka płynności [Pas] - Charakterystyka reologiczna płynów : to przede wszystkim określenie zależności pomiędzy naprężeniem stycznym a prędkością ścinania krzywa określona w takim układzie współrzędnych nosi nazwę krzywej płynięcia. Rys

Tworzywa w stanie stopionym są płynami nieniutonowskimi. Płyny nieniutonowskie dzieli się na 3 grupy:

-wskaźnik szybkości płynięcia -plastyczność prasowania -masowe natężenie przepływu -długość spirali tworzywa -skurcz przetwórczy -jakość powierzchni

Ocena i dokładność przetwarzalności tworzywa nie może być wszechstronnie rozpoznana na podstawie wszystkich wskaźników przetwarzalności .Aby określić ocenę przetwarzalności stosuje się zestaw kilku wskaźników dobranych na podstawie rodzaju przetwarzalnego tworzywa oraz celów jakim to określenie i ocena ma służyć. Ocena przetwarzalności tworzywa zależy od interpretacji założeń np. lepkość .rys W zależności od sposobu wyznaczania przyrządy dzielimy na :zwykłe i porównawcze, gdy do ich wytwarzania stosuje się względnie proste przyrządy ,wskaźniki reometryczne kiedy do ich wyznaczania stosuje się reometry , wskażniki reogoniometryczne gdy do ich wyznaczania stosuje się przyrządy zwane reogonometrami, plastometryczne (plastometry ) , wskażniki ekstruzjometryczne gdy do ich wyznaczania stosuje się ekstruzjografometry. 1.Wskaxnik szybkości płynięcia stosuje się dla tworzyw termoplastycznych oznacza się go symbolem MFR

MASOWY OBJĘTOŚCIOWY MFI (^) (190;2,16) =1,5[g/10mm]

190-temperatura oznaczania 2,16- obciążenie w kg

Masowy wskaźnik szybkości płynięcia jest to liczba wyrażająca masę stopionego tworzywa przepływającego przez dyszę o ustalonym kształcie i wymiarach w ciągu danego czasu pod określonym ciśnieniem w określonej temperaturze. Wartość tego wskaźnika zależy od ciężaru cząsteczkowego ,jego stopnia polimolekularności , stopnia rozgałęzienia makrocząsteczek , zależy też od składników dodatkowych .Do badań używa się plastometru obciążnikowego. Budowa plastometru obciążnikowego Rys 8

1. Tłok
2. Dysza
3. Cylinder
4. Tłoczysko
5. (^) Obciążnik
6. Tulejka izolacyjna
7. grzejniki elektryczne
8. Termometr kontrolny
9. Osłona przyrządu
10. Kreski pierścieniowe oznaczające początek i koniec wysunięcia tłoczyska podczas pomiarów.

Drugim wskaźnikiem przetwarzalności jest plastyczność prasownicza która dotyczy tworzyw utwardzalnych .W przypadku tworzyw utwardzalnych ma się do czynienia ze zjawiskami bardziej skomplikowanymi , bardziej złożonymi niż w przypadku tworzyw termoplastycznych , szczególnie ważna jest tutaj nie tylko zdolność tworzywa w stanie ciekłym do przepływu w formie a również do wypełnienia gniazda formującego narzędzia przetwórczego. Przyjmuje się że miarą tej zdolności jest plastyczność prasownicza. Można ją wyznaczyć różnymi metodami , największe znaczenie ma metoda Rasinga Krala. Różne metody dzielą się na dwie grupy. 1.Metody w których mierzy się długość drogi przepływu tworzywa w znirmalizowanej formie prasowniczej.

2.Metoda ta polega na pomiarze czasu przepływu tworzywa utwardzalnego w ciągu którego następuje zamknięcie formy prasowniczej. Rysunek zamkniętej formy raschyla- Krachla oraz wypraski(b)otrzymane z tej formy :Rys Nagrzewanie w przetwórstwie odbywa się przede wszystkim za pomocą prądu elektrycznego i za pomocą płynów o temperaturze wyższej niż temperatura tworzywa przetwarzanego , jak i w skutek tarcia zarówno zewnętrznego jak i wewnętrznego. Ochładzane odbywa się za pomocą płynów o temperaturze niższej niż temperatura tworzywa przetwarzanego .Nagrzewanie i ochładzanie może być bezpośrednie i pośrednie ; Nagrzewanie pośrednie polega na nagrzewaniu materiałów pośredniczących z których ciepło przenosi się głównie poprzez konwekcję i przewodzenie do tworzywa. W procesie nagrzewania bezpośredniego ciepło powstaje w tworzywie(nagrzewanie bezpośrednie jest najbardziej sprawne energetycznie).W ochładzaniu jest odwrotnie. Durze znaczenie ma nagrzewanie za pomocą prądu elektrycznego: 1.Rezystancyjne 2.Indukcyjne 3.Pojemnościowe 4.Promiennikowe Podstawy procesu uplastyczniania Uplastycznianie jest to odpowiednie przejście tworzywa na skutek nagrzewania i ruchu ze stanu stałego w stan plastyczny ( w przypadku wytłaczania ) a następnie w stan ciekły (proces wtryskiwania ) Tworzywo uplastycznione musi charakteryzować się odpowiednimi parametrami tj. tempeat. , ciśnienie, i stopniem homogenizacji , prędkością ruchu i natężeniem przepływu tworzywa. Proces uplastyczniania w którym tworzywo uzyskuje ściśle określone parametry odbywa się w układach uplastyczniających maszyn przetwórczych którymi są wytłaczarki i wtryskarki. Układ uplastyczniający musi spełniać następujące funkcje : -mieszanie -nagrzewanie -sprężanie -transportowanie Nagrzewanie prowadzi do zapewnienia zadanego procesu zmian stanów fizycznych tworzywa przetwarzalnego , określonego temperaturą tworzywa. Sprężanie ma na celu wytworzenie w przetwarzanym tworzywie zadanego przebiegu zmian ciśnienia , określonego wartością ciśnienia. Mieszanie-wprowadza się w celu homogenizowania czyli ujednorodniania składu i struktury oraz właściwości głównie cieplnych określonych głównie stopniem homogenizacji. Transportowanie –przemieszczanie tworzywa przez układ uplastyczniający z uzyskaniem na jego końcu odpowiedniej prędkości ruchu i natężenia przepływu. Układy uplastyczniające mogą być :

• ślimakowe -bezślimakowe -mieszane Ślimakowe dzielą się na jedno i wieloślimakowe .Bezślimakowe to głównie układy tłokowe , tarczowe, pierścieniowe czy wirnikowe. Mieszane to ślimakowo tarczowy , tłokowo ślimakowy ślimakowo tłokowy. Uplastycznianie tłokowe to najstarszy sposób uplastyczniania tworzyw .Układ ten składa się z tych samych elementów co układ jednoślimakowy tylko zamiast ślimaka występuje tłok.. Układy tokowe stosuje się do otrzymywania wytworów którym nie stawia się dużych wymagań jakościowych .W układach tych homogenizacja jest bardzo mała. Układ uplastyczniający tłokowy 1.Dysza cylindrowa 2.Cylinder 3.Grzejniki elektryczne

O = (0,25 – 0,35)D – średnica otworu wzdłużnego w ślimaku

Redukcja objętości kanału – stosunek objętości pomiędzy dwoma zwojami ślimaka. Redukcja całkowita- stosunek objętości pomiędzy dwoma zwojami ślimaka na początku strefy zasilania do odpowiadającej objętości na końcu strefy dozowania. Redukcję uzyskuje się następującymi sposobami:

• zmniejszenie wysokości zwoju
• zmniejszenie skoku ślimaka
• (^) jedno i drugie jednocześnie

Ze względów ekonomicznych stosuje się rozwiązanie polegające na zmniejszeniu wysokości zwoju. Skok jest stały. Prędkość obwodowa ślimaka jest równa i zawiera się od 0,3 – 1,5 m/s

Ślimaki charakteryzują się tym że :

• maja na całej długości kanał śrubowy ciągły
• różnią się między sobą tylko elementami geometrycznymi

Ślimaki niekonwencjonalne – charakteryzują się tym że na części swojej długości np. maja odcinki kanałów :

• nie śrubowego, nieciągłego będącego zakończeniem strefy dozowania
• nie śrubowego ciągłego , będącego zakończeniem strefy dozowania
• nie śrubowego ciągłego w strefie przemiany z miejscową deredukcją
• śrubowego ze zwojem zaporowym
• śrubowego ze zwojem zaporowym poprzecznym i deredukcją
• z kanałami separacyjnymi i nawrotem tworzywa

Ślimaki specjalne – ślimaki te charakteryzują się tym że posiadały specjalnej konstrukcji elementy intensyfikujące proces ścinania i mieszania. Elementy o przewadze procesów ścinania nazywamy elementami intensywnego ścinania. Charakteryzują się one szczelinami przez które przepływa tworzywo ruchem zbliżonym do liniowego. Ulega intensywnemu ścinaniu.

Wady układów ze ślimakami klasycznymi:

• znaczna zależność natężenia przepływu od oporów głowicy
• znaczna pulsacja natężenia przepływu
• niska efektywność transportowania
• zbyt wolny wzrost ciśnienia tworzywa wzdłuż układu
• niejednorodność cieplna i mechaniczna

Ślimaki do wszystkich układów wykonuje się ze stali konstrukcyjnych do azotowania np. 38HMJ bądź ze stali do hartowania płomiennego np. 40HM. Ślimaki poddaje się azotowaniu bądź też stosuje się też inne zabiegi obróbki cieplnej oraz cieplno chemicznej. Cylinder – wewnątrz cylindra znajduje się otwór bądź otwory przelotowe walcowe w których umieszcza się ślimak bądź ślimaki. Powierzchnia zewnętrzna cylindra jest zazwyczaj walcowa w układach uplastyczniających wtryskarek a rowkowana w układach uplastyczniających wytłaczarek. Rowki zewnętrzne są przeważenie prostopadłe do osi cylindra bądź są śrubowe o bardzo dużej stromości. W przypadku ślimakowego układu wytłaczającego otwór cylindra w strefie zasypu na części długości strefy zasilania może mieć rowki rozmieszczone na całym obwodzie i mają one być wzdłużne bądź śrubowe o bardzo małej stromości. Rowki powodują że tworzywo jest lepiej zabierane z zasobnika i wprowadzone do kanału ślimaka. Zwiększają tarcie i ciśnienie , a w konsekwencji natężenie przepływu , a więc wydajność. Zakończenie układu uplastyczniającego jest inne w przypadku wytłaczarek i wtryskiwarek.

Ślimak układu uplastyczniającego wytłaczarki ma zakończenie kuliste bądź stożkowe często wymienne natomiast zakończenie cylindra ma gwint do mocowania głowicy wytłaczarskiej.

Układ uplastyczniający wtryskarki: Ślimak jest zaopatrzony w końcówkę stożkową często uzwojoną , wymienną z zaworem pierścieniowym zwrotnym zabezpieczającym przed cofaniem się tworzywa do układu uplastyczniającego. Natomiast cylinder kończy się dyszą wtryskową wkręconą na gwint.

Niedoskonałość przetwórstwa Przyczyny:

• właściwości układu roboczego
• wpływ otaczającego środowiska
• wpływ warunków przetwórstwa

Nieuniknione odstępstwa – błędy: Odstępstwa możliwe do uniknięcia – anomalia ( np. poprzez dobór odpowiedniej metodyki postępowania czy też odpowiednich warunków przetwórstwa) Wady i skażenia – mają istotny wpływ na wartość użytkową wytworu. Natomiast skazy i usterki mają nieistotny wpływ na wartość przetworu.

Usterki – zapadnięcia, wypływka Skażenia – odparowanie , przypalenia Skazy – smugi , matowienie

Skurcz definiuje się jako zmniejszenie objętości , bądź zmniejszenie wymiarów. Przyczynami skurczu są następujące czynniki:

• zmniejszenie się temperatury tworzywa w końcowej fazie procesu przetwórstwa oraz zmiana

jego stanu fizycznego – skurcz cieplny

• procesy chemiczne zachodzące w tworzywie przetworzonym w końcowej fazie procesu przetwórstwa (polimeryzacji) – skurcz chemiczny
• właściwości lepkosprężyste , zmiany struktury – skurcz fizykochemiczny
• warunki zabiegów cieplnych i cieplno chemicznych prowadzących na przedmiotach po zakończonym procesie przetwórstwa oraz warunków ich przechowywania – skurcz fizykochemiczny
• warunków przetwórstwa głównie temperatury , ciśnienia , czasu i warunków ochładzania oraz rozwiązania konstrukcyjnego narzędzia – skurcz cieplny, chemiczny , fizykochemiczny

Ze względu na czas i miejsce powstawania skurcz przetwórczy dzielimy na:

• pierwotny
• wtórny

Podział skurczu ze względu konstrukcyjno technologicznego:

• objętościowy
• liniowy
• średni
• powierzchniowy
• wzdłużny
• poprzeczny

Skurczem pierwotnym- nazywa się zmniejszenie objętości bądź wymiarów w czasie procesu jego zestalenia bądź utwardzania w gnieździe narzędzia i krótko po jego opuszczeniu. Skurczem wtórnym- odbywa się w czasie od 24h do 6 miesięcy

Wytłaczanie powlekające – za pomocą tej odmiany można powlekać tworzywami różnego rodzaju kształtowniki przede wszystkim: rury, pręty, taśmy, otrzymując np. kable elektryczne czy telekomunikacyjne. Proces powlekania odbywa się w głowicy wytłaczarskiej kątowej lub też tuż za nią. W procesie tym łączą się atchezyjnie dwa strumienie materiałów przemieszczający się ruchem prostoliniowym drut oraz przepływające najpierw pod pewnym kątem do niego , później wielokrotnie zmieniając kierunek a następnie koncentrycznie otaczając tworzywo. Przypadek gdy tworzywo i kabel łączą się tuż za dyszą głowicy jest w istocie procesem wytłaczania rury i obciskania jej na drucie pod wpływem podciśnienia wytworzonego w obszarze między nimi. Dlatego nazywa się wytłaczaniem powlekającym próżniowym. Natomiast gdy tworzywo i drut łączą się w końcowej części głowicy przypadek nazywany jest wytłaczaniem powlekającym ciśnieniowym gdyż tworzywo łączy się z drutem pod wpływem ciśnienia.

Współwytłaczanie- czasami względy ekonomiczne i techniczne sprawiają że wytłoczyna musi składać się z kilku warstw różniących się między sobą strukturą , właściwościami , kolorem czyli z warstw różnych tworzyw. Cechą charakterystyczną jest to że w procesie tym znajduje zastosowanie tylko jedna głowica i co najmniej dwa układy uplastyczniające.

Wytłaczanie autotermiczne:

Prędkość ślimaka obwodowa wynosi 1,5 m/s Tarcie wewnętrzne – występuje wtedy gdy tworzywo znajduje się w satnie plastycznym lub ciekłym.

Zalety:

• duża sprawność
• małe jednostkowe zużycie energii
• bardziej jednorodne uplastycznianie
• (^) dobra homogenizacja
• duża wydajność
• krótkim lecz wystarczającym czasem przebywania tworzywa w układzie uplastyczniającym
• łatwiejszy transport
• wymagają mniej miejsca do zainstalowania

Wady:

• duża trudność w sterowaniu generowania ciepła wzdłuż długości układu uplastyczniającego co może powodować przegrzanie a nawet destrukcje tworzywa uniemożliwiając wytłaczanie wielu tworzyw i pogarszając jakość wytłoczyny
• (^) duży moment obrotowy powoduje znaczne naprężenia styczne

Zastosowanie: Wytłaczanie powlekające oraz do wytłoczenia z rozdmuchiwaniem swobodnym

Wszystkie wytłaczarki autotermiczne posiadają grzejniki które służą do rozpoczęcia procesu wytłaczania i do ewentualnych korekt tego procesu.

Wytłaczanie z rozdmuchiwaniem swobodnym: Proces technologiczny wytłaczania z rozdmuchiwaniem może przebiegać przy nie ograniczeniu mechanicznym procesu rozdmuchiwania i wówczas nazywa się umownie swobodnym. W jego rezultacie otrzymuje się folie rurową poddawaną następnie innym procesom obróbki bądź przetwórstwa tworzyw np. rozcinanie , ogrzewanie , drukowania , metalizowania. Proces ten polega na wytłoczeniu rury cienkościennej i natychmiastowym jej rozdmuchaniu za pomocą powietrza o niewielkim ciśnieniu i wyciągnięciu za pomocą urządzenia odbierającego. Podczas

rozdmuchiwania zachodzi rozciąganie w kierunku poprzecznym podczas wyciągania zachodzi rozciąganie w kierunku wzdłużnym. Właściwości otrzymywanej folii zależą przede wszystkim od stopnia rozciągnięcia , stopnia rozdmuchiwania , od temperatury folii w momencie opuszczania dyszy wytłaczarskiej, od grubości folii oraz jego tworzywa.

Wytłaczanie z rozdmuchiwaniem w formie: Proces technologiczny wytłaczania z rozdmuchiwaniem w formie może przebiegać przy ograniczeniu mechanicznym procesu rozdmuchiwania w tym przypadku nazywa się procesem nieswobodnym czyli w formie. W jego rezultacie otrzymuje się różnego rodzaju pojemniki do napojów , środków spożywczych , kosmetyków , chemikaliów. Proces wytłaczania z rozdmuchiwaniem w formie odbywa się na stanowiskach technologicznych. Skład stanowiska:

• wytłaczarka z głowicą kątową
• układ odcinający – podający
• układ formy rozdmuchowej
• urządzenie odbierające

Wytłaczanie jest procesem ciągłym natomiast następujące po nim procesy są cykliczne. W jednoetapowym procesie – głowice opuszcza wąż uplastyczniający tworzywo , który następnie jest wprowadzony do gniazda formy. Podczas rozdmuchiwania zachodzi rozciąganie w kierunku poprzecznym i w mniejszym stopniu rozciąganie wzdłużne.

Wady:

• mała orientacja molekularna która wymusza ze względu na jakość właściwości pojemnika stosowanie grubszych ścianek a więc większej ilości tworzywa. Wady tej nie ma proces dwuetapowy

Istota procesu dwuetapowego polega na wytłaczaniu z rozdmuchiwaniem węża a nie w celu otrzymania gotowego pojemnika tylko kształtki wstępnej (prepojemnika) o stosunkowo grubszej ściance i mniejszych wymiarach. W etapie drugim podgrzewa się prepojemnik do żądanej temperatury i rozdmuchuje bardzo często przy mechanicznym wyciąganiu do żądanych kształtów i wymiarów.

Zalety:

• zmniejszenie masy pojemnika nawet do 20%
• zwiększenie odporności na spadanie
• (^) zwiększenie odporności na podciśnienie

Wytłaczanie z napełnianiem (odmiana wytłaczania z rozdmuchiwaniem) –polega na tym że zamiast powietrza , które rozdmuchuje wprowadza się do wytłoczyny płyn który napełnia wytłoczynę do kształtów i wymiarów gniazda.

Filtr spełnia takie zadania jak:

• zatrzymać nie uplastycznione cząstki tworzywa
• zatrzymać ciało obce
• wyeliminować ruch śrubowy tworzywa

W procesie wytłaczania doprowadza się moc pochodzącą od układu napędowego oraz moc cieplną pochodzącą z grzejników natomiast wyprowadza się z tego układu moc jaką niesie wytłoczyna oraz starty mocy.

Docisk – w fazie tej następuje uzupełnienie tworzywa w gnieździe poprzez nieduże dosunięcie ślimaka w celu wyrównania zmniejszania się objętości tworzywa w gnieździe wywołanego skurczem pierwotnym. Uplastycznienie- odsunięcie układu uplastyczniającego od formy i wprawienie w ruch obrotowy ślimaka co powoduje pobieranie zasobnika i transportowanie go na czoło ślimaka. Ciśnienie tworzywa powoduje cofnięcie ślimaka. Otwieranie – zmniejszenie siły zamykającej formę, otwarcie formy i wypchnięcie wypryski. Przerwa- w fazie tej wykonuje się zabiegi na otwartej formie (zakładane rdzeni)

Czas cyklu procesu wtryskiwania zależy:

• konstrukcji i wymiarów wypryski
• rodzaju tworzywa
• wydajności wtryskarki
• wynosi od kilku sekund do kilku minut

T= Ta + Tb + Tc + Td + Te + Tf Ze względu na wydajność dąży się do tego żeby czas był jak najkrótszy. Konstrukcje wtryskarek pozwalają na łączenie niektórych ruchów np. może jednocześnie występować zamykanie formy i dosuwanie układu uplastyczniającego. Przeważnie jest tak że układ uplastyczniający cały czas jest dosunięty do formy.

Układ narzędziowy składa się z :

• z zespołu narzędzi obejmującego formę wtryskową i oba stoły wtryskiwarki
• zespołu zamykająco otwierającego obejmującego : dźwignię , siłowniki , prowadnicę oraz płytę oporową

Forma wtryskowa składa się z dwóch podzespołów:

• podzespołu mocowanego do ruchomego stołu wtryskiwarki
• (^) podzespołu mocowanego do nieruchomego stołu

Podzespoły formy tworzą :

• układ przepływowy
• układ chłodzenia bądź grzania
• układ wypychania wypryski
• gniazdo lub gniazda formujące
• wylewka
• obudowa
• elementy ustalające i prowadzące

Układ przepływowy formy wtryskowej tworzą następujące kanały:

• kanał centralny (wlewowy) – który jest współosiowy z osią wtryskarki
• kanały doprowadzające – które łączą kanał centralny z gniazdem
• przewężka – stanowiąca ujście kanału doprowadzającego do gniazda formy

Tworzywo które utwardziło się w kanałach nosi nazwę wlewka. Ogrzewanie – polega na zastosowaniu grzejników elektrycznych w taki sposób aby zapewnić potrzebną temperaturę do utrzymania tworzywa w stanie ciekłym. Takie rozwiązanie nosi nazwę formy z gorącymi kanałami.

O ciśnieniu w procesie wtryskiwania można mówić w czasie odsunięcia i dosuwania ślimaka. Ciśnienie na czole ślimaka nazywane jest ciśnieniem wtryskiwania. Wyznacza się ją z średnicy zewnętrznej ślimaka oraz średnicę tłoka w układzie hydraulicznym dr oraz z ciśnienia panującego w układzie hydraulicznym i siły tarcia F.

Pw= Pg= Ciśnienie jakie panuje w gnieździe formy oznacza się literką Pg i powstaje w skutek wytworzonego ciśnienia wtryskiwania pomniejszonego o spadek ciśnienia w cylindrze, dyszy i kanałach przepływowych formy. Pg=30%-70% - ciśnienia wtryskiwania

Zjawiska jakie zachodzą w formie wtryskowej są obok procesu uplastycznienia odpowiedzialne za wydajność i tak tworzywo termoplastyczne wtryskuje się do formy o zadanej temperaturze zależnej od rodzaju tworzywa niższej od temp. zestalenia tworzywa. Wpływające do formy tworzywo ogrzewa tą formę. Forma osiąga najwyższą temperaturę w momencie zastygnięcia wypraski. Tworzywo utwardzone uzyskuje się z formy gorącej.

Odmiany wtryskiwania:

• wtryskiwanie tworzyw utwardzalnych – towarzyszą tu dwa przeciwstawne zjawiska: uplastycznienie oraz polimeryzacja której skutkiem jest utwardzenie tego tworzywa. Wtryskiwalność jest mała a czas przetworzenia jest krótki gdyż powyżej czasu t1 , t2 tworzywo nie uplastycznia się dostatecznie i jest za duża lepkość. Powyżej tego czasu lepkość też jest za duża aby miało miejsce wtryskiwanie.
• wtryskiwanie wieloskładnikowe – definiuje się je jako wtryskiwanie pozwalające na otrzymanie wypraski składającej się z co najmniej dwóch części integralnie związanych ze sobą różniących się kolorem, właściwościami, strukturą w jednym gnieździe. Wtryskiwanie te można podzielić na: a) otwarte- gdy części wyprasek łączą się tak że każda z nich jest widoczna nazywane inaczej wielokolorowe b) zamknięte jeśli części wyprasek łączą się tak że widoczna jest tylko jedna z nich zamykająca inne wewnątrz siebie.

Istota wtryskiwania wielokolorowego polega na wtryśnięciu do formy zamocowanej do płyty obrotowej bądź przesuwnej z kilku układów uplastyczniających jednocześnie tworzyw- z każdego układu tworzywa o innym kolorze.

Wtryskiwanie dwukolorowe do jednej formy dwu gniazdowej:

• równoległe symetryczne
• równoległe niesymetryczne
• prostopadłe
• mieszane

W pierwszej fazie tego procesu następuje jednoczesny wtrysk z dwóch układów uplastyczniających do gniazda górnego tworzyw o różnych kolorach. Następnie forma się otwiera i obraca że gniazdo górne zajmuje położenie gniazda dolnego i odwrotnie. Z gniazda dolnego następuje wypchnięcie gotowej wypraski.

Wtryskiwanie trójkolorowe do formy dwu gniazdowej – do gniazda górnego z dwóch układów wtryskiwane są tworzywa jednocześni. Następnie forma się otwiera i obraca o 180. Forma się zamyka i do gniazda dolnego następuje wtrysk tworzywa z układu trzeciego do gniazda górnego wtrysk tworzyw z dwóch układów. Forma otwiera się z gniazda dolnego wypychana jest wypraska trójkolorowa, forma się obraca i zamyka.

Zastosowanie:

• kierunkowskazy
• klawisze do klawiatur

ad a)Tabletkowanie 1.Zwiększają szybkośc iczystość operacji napełniania 2.Zmniejszają zapylenie stanowiska pracy 3.Otaczają forme ze względu na zmniejszenie wysokości komory zasypowej 4.Zwiekszaja mozliwość ogrzewania formy 5.Zmniejszają błędy i anomalie wyprasek Istota tabletkowania – polega na umieszczeniu w gnieździe odpowie. Ilości proszku i wywarciu na niego ciśnienia rzędu kilku 10 Mpa. Odbywa się w temp. normalnej lub podwyzszonej. Podczas table. gęstość tłoczywa zwiększa się 2-krotnie.Maszyna do tabletkoania to tabletkarki. ad b)prasowanie wysoko cisnieniowe: Tłoczne Cykl procesu składa się z faz: 1.polega na bezpośrednim napełnienu gniazda formy prasowniczej tłoczywem najczęściej w stanie stałym rzadko w stanie plastycznym – faza napełniania 2.zamykanie formy – uplasty. tworzy. i uchylenie formy celem odprowadzenia ubocznych produktów polimeryzacji – zamykanie 3.zamknięcie formy siłą całkowitą, stopienie tworz. jego utwardzenie bądź zestalenie – sprasowanie 4.Zmniejszenie siły zamykającej forme, otwarcie formy i wypchnięcie wypraski prasowniczej z gniazda 5.Zabiegi na otwartej formie (czyszczenie itp.) Przetłoczne Różni się od poprzedniego sposobem doprowadzania tłoczywa do gniazda. Mianowicie tłoczywo nie zostaje wprowadzone bezpośrednio lecz do komory przetłocznej z z niej w stanie plastycznym jest przetłaczane pod działaniem tłoka przetłocznego przez kanał toczny do gniazda formujących forme prasowniczą. Mają lepsze właściwości (wypraski), mechaniczne i elektryczne w porównaniu z metodą tłocznego oraz mają lepsze walory estetyczne a wynika to z pewnej oriętacji i makrocząsteczek i cząsteczek napełniacza jaką zachodzi podczas przepływu przez kanał przetłoczny. Forma do prasowania składa się z takich samych elemetówi układów jak forma wtryskowa. Płytowe Stosowane jest do otrzymywania płyt prostych i kształtowych. Napełniaczem (nosnikiem) w tego rodzju laminatach są arkusze z różnych matriałów(tkaniny, papier). Spoiwem łączącym się trwale w wyniku adchezji z napełniaczem rzywica – fenolowa, mocznikowa. Arkuszy napełniacza przesyca się miesznną rzywicy ze składniakami dodatkowymi i układa 1 na 2 zgodnie z rządanym ukierunkoaniem makrostruktury. Pakiet taki umieszcza się następnie między ogrzewanymi płytami prasy. Często pakiety po przesyceniu sudzszy się poprzez odprowadzenie rozpuszczalnnika uzyskuje się w ten sposób preimpregnaty. Można je składować, magazynować i podawać obróbce skrawaniem, przetwórtwu uzyskując wytwory w dużym stopniu powtarzalne wykorzystywane w przemyśle motoryacyjnym lub lotnictwo. ad c)prasowanie nisko ćiśnieniowe Przebiega w temp. normalnej i podwyż., ciśn. prasowania do 2 Mpa. W temp. normalnej polega na ułożeniu w gnieździe odpow. liczby arkuszy napełniacza a następnie wprowadzeniu do gniazda mieszaniny rzywicy z innymi składnikami, zamknięciu formy przez co przesyca się napełniacz i przeprowadzeniu odpow. procesu polimeryzacji. Zawrtość szkła do 60%. Pras. w temp. podwyż. do około 150 stop. celc., przebiega tak jak poprzednio z tym że forma ma grzejniki tą odmianą uzyskuje się przedm o korzystniejszych właść. Zawartość szkała do 70%. Laminowanie Polega na trwałym łączeniu adchezyjnym warstw napełniacza w kształcie arkuszy taśm lub włókien za pomocą spoiwa lub na trwałym łączeniu kochezyjnym warstw tworzywa w kształcie taśm oraz na trwałym łączeniu adchezyjnym folii polimerowych ze sobą lub z innych matriałów. Laminowanie przebiego bez wywierania cisnienia w temp. normalnej bądź podwyzsz. do 150 stop. Jako napełniacz stosuje się tkaniny, taśmy bądź włókna z różnych materiałów. Jako spoiwa stosuje

się różnego rodzaju subs. polimerowe wykazujące znaczną adchezję do napełniacza.Formy laminowania mogą być: zwenę. i wewnetrz.Przykładem przedmiotów wykony. w formach wewnę. są kadłuby łodzi i wanny a w zewnę. to rury i zbiorniki. Laminow. dzieli się na: - natryskowe, - przeciąganie, - nawijanie, - nakładanie. Kalandrowanie Polega na ciąglym przepuszczaniu wstępnie uplastycz. tworzywa jednokrotnie pomiedzy obracającymi się walcami. Proces odbywa się w kalandrach a narzędziem są walce kalandrujące. W wyniku kalan. otrzymuje się wstęge o grubości ok. 1mm i szerokosci ok. 2m. Kalan. stosu. się do tworzyw termoplasty. (polistylen, ABS, polipropylen). Kalander ma na ogół od 3 do 5 walców usytułowanych w różnych układach np.trójwalcowy i, 5walcowy i, układ L, odwrucone L, Z, S. Im mniej walców tym wieksza grubość wstęgi. Prędkość obwodowa od 0,3 do 2 m/s. Stosunek prędkości obwod. bądź obrot. 2 walców (sąsiadujących) nosi nazwę frykcji PFC – pierwszego rodzaju: dzieli się na zgrzewanie i spawanie. Zgrzewaniem - nazywa się łączenie tworz. term. plasty. poprzez ich uplastycznienie i stopienie w miejscu łączenia z wywarciem docisku wzajemnego elemętów łączących bez dodania spoiwa. Proces jest determinowany przez: temp. do której nagrzewa się elemety, czas zgrzew., wartość siły docisku oraz czas i warunki ochładzania złącza. W zalezności od miejsca doprowadzania bądź powstawania ciepła rozróżnia się na stę pujące odmiany zgrzewania: 1.Zgrzew. w którym ciepło doprowadzane jest do zewn. strony elemętów łączonych za pomocą drutu, taśmy, listwy impulsowe 2.Zgrzew którym ciepło doprowadzane jest do wewn. strony elemętów łączonych za pomocą nagrzanego klina lub płyty 3.Zgrzew. w którym ciepło jest wytwarzane w warstwach wierzchnich lub w całej masie elem. łączonych: tarcioew, drganiowe, pojemnosciowe