PODZIAŁ TWORZYW SZTUCZNYCH. TERMOPLASTY 1) octan celulozy - najstarsze tworzywa wtryskowe, 2) octano - maślan celulozy - łatwiejszy w przewórstwie, mniej kruchy od poprzedniego, 3) Fluoroplasty - grupa polimerów zawierających fluor w cząstce, 4) Jonomery -pochodne polietylenu, służą do wyrobu folii, artykułów tech, galanterii, 5) Poliamidy -surowce(włókna twórcze i konst), 6) Polibuten - przypomina polietylen ale przewyższa go mniejszym płynięciem i mniejszą korozją naprężeniową, 7)Polichlorek winilidenu(PCV) - tworzywo włókno i błono twórcze, 8) Polichlorek winylu (PCW) - tworzywo odporne na działanie chemikaliów, 9)Polietylen -stosowany do wyrobów galanteryjnych, zabawek, 10) Polipropylen -stosowany do elem bardziej wytrzymałych od polietylenu, 11) Polistyren -na artykuły elektrotech, części samochod, 12)Poliwęglany - mają dobre własnści dielektryczne i mechaniczne do art. Tech do celów med., 13)Żywice acetolowe -głównie polimetelikrylan(pleksi) przeźroczyste, barwne. DUROPLASTY 1) Fenoplasty -(żywice fenolowe) przerabiane są przez wytłaczanie i prasowanie oraz odlewanie, 2)Żywice silikonowe - do wyrobów wykładzin, uszczelek, 3)Tworzywa kazeinowe -(galalit) stosowane głównie w galanterii, 4) Tworzywa melminowe - na art. Elektrotech, 5)Żywice epoksydowe -tłoczywa, elementy konstr, części maszyn, służą jako kleje, 6)Żywice poliestrowe -stosowane jako żywice zbrojone (wzmocnione włóknem szklanym, matami).
SKŁADNIKI TS. 1)Żywice polimeryczne - stanowią podstawowy niekiedy wyłączny składnik. 2)Stabilizatory -zapobiegają rozkładowi tworzywa pod wpływem działania światła i podwyższonej temp (w celu ochrony polietylenu przed promieniowaniem ultrafioletowym stosujemy sadzę), 3)Barwniki i pigmenty - nadają TS żądaną barwę lub kryją niekorzystne zabarwienia naturalne. Do nadawania pozorów bezbarwności służą rozjaśniacze optyczne, 4) Zmiękczacze(plastyfikatory) - nadają TS twardym i sztywnym miękkość i rozciągliwość, 5) Napełniacze - są to ciała dodawane do TS bądź w celu wzmocnienia i usztywnienia, bądź nadania specyficznych własności(ciernych, przeciwciernych), bądź w celu obniżenia ceny TS(organiczne -mączka drzewna, tkaniny, papier, nieorganiczne -włókna syntetyczne, metalowe, grafit, mika).
OTRZYMANIE TS . CIEKŁE. 1) Roztwory - rozpuszczanie polega na wymieszaniu żywice z ciekłą mieszaniną rozpuszczającą w wyniku czego następuje całkowita utrata spójności żywicy w postaci stałej lub rozcieńczenie żywicy ciekłej. Przez rozpuszczanie otrzymuje się wyrób wstępny w postaci roztworów. Do roztworu często wprowadza się napełniacze, barwniki, i inne dodatki otrzymując wtedy roztwór napełniony o dużej lepkości. Mieszanina składa się z rozpuszczalnika i rozcieńczalnika. Rozpuszczalnik charakteryzuję się całkowitym rozpuszczaniem żywicy, a rozcieńczalnik(lotny -ulatniający się podczas zestalania, nielotny -zmiękczacz, pozostaje w TS )nie rozpuszcza żywicy, lecz obniża lepkość roztworu w tworzywa. Procesy sporządzania roztworu przeprowadza się na mieszalnikach. 2)Emulsje - Emulgowanie polega na trwałym i jednorodnym rozprowadzeniu przez mieszanie płynnej żywicy w cieczy upłynniającej(najczęściej woda), dlatego emulsja w porównaniu z roztworami są tańsze. Do emulsji wprowadza się pigmenty, otrzymując emulsje napełnioną o dużej lepkości. Powinny wykazywać dużą trwałość i dlatego wprowadza się do nich również substancje zagęszczające spełniające rolę stabilizatora. W tym celu stosuje się gumę arabską, klej zwierzęcy. Sporządza się przy użyciu mieszalników. 3) Zawiesiny - Dyspergowanie polega na trwałym i jednorodnym rozprowadzeniu przez mieszanie rozdrobnionej stałej żywicy(SLIM) o własnościach termoplastycznych w cieczy upłynniającej. Jako czynnik dyspergujący stosuje się ciecze, które w temp pokojowej zachowują się biernie w stosunku do żywicy otrzymujemy zawiesiny, albo wywołują jej pęcznienie otrzymujemy pasty. Proces zestalania zawiesiny wywołujący przejście ze stanu płynnego w stały, polega na jej ogrzewaniu w wyniku czego przy odparowującym czynniku dysperbującym zachodzi uplastycznienie żywicy. Zbliżające się do siebie drobne cząstki żywicy spajają się tworząc po obniżeniu temp ciągła powłokę. 4)Pasta -jest dyspersją rozdrobnionej żywicy w zmiękczaczu, który w temp pokojowej wnikając i rozdzielając łańcuchy żywicy wywołując jej pęcznienie. Mieszaninę żywicy i zmiękczacza nazywa się plastizolem. Dla zmniejszenia lepkości pasty wprowadza się do niej rozpuszczalnik i taki typ pasty nazywamy organozolem. Proces ustalania polega na jej ogrzaniu w wyniku czego wnikanie zmiękczacza w głąb ziaren zostaje przyspieszone prowadząc do powstania jednorodnego roztworu. Podczas oziębiania pasty(żelowanie) zachodzi wzrost lepkości roztworu, prowadzący do jego przemian w żel czyli do utworzenia układu przejawiającego własności ciała stałego.
STAŁE. Łączenie żywicy z dodatkami powinno przebiegać tak, aby uzyskane tworzywo wykazywało trwale jednorodny skład. Przy takim postępowaniu zużywa się wiele środków upłynniających żywice tej wady nie wykazują, sposób łączenia przy którym stosuje się żywice stałe, ale przeprowadzeniu przez ogrzanie w stan plastyczny ułatwia przenikanie i jednolite jej wymieszanie z użytymi dodatkami. 1)Mieszanie -polega na jednorodnym rozprowadzeniu napełniacza i innych dodatków z rozdrobnionej stałej żywicy. Stosuje się często jako składowy zabieg obróbki wstępnej poprzedza proces walcowania wstępnego i wytłaczania. 2)Powlekanie wstępne -polega na wtarciu we wstęgowy lub odcinkowy nośnik żywicy upłynnionej lub uplastycznionej i następnym zestaleniu. Nośnik wstępny doprowadzamy do przewlekarki, gdzie po gdzie po przewleczeniu jednostronnym, suszony jest w tunelu grzewczym, a następnie odbieramy na wale odbierającym. Nagrzewanie tunelu dokonuje się parą przegrzaną lub gorącym powietrzem. Elektryczne ogrzewanie jest niedopuszczalne(mat łatwopalne). 3)Impregnowanie - nasycanie nośnika upłynnioną lub płynną żywicą, użytą w dowolnej ilości, która ostatecznie zestala się albo też użytą żywicą, że otrzymane tworzywo wykazuje małą lepkość. Nośnik może występować w postaci: wstęgi, pasma odcinka. Impregnowanie polega na przeciąganiu nośnika za pomocą wału przeciągającego. Następnie nośnik wprowadza się do suszarni tunelowych, czy bębnowych. Odbiór nośnika jest na wale odbierającym z zastosowaniem przekładki(celofanowej, papierowej), aby uniemożliwić zlepienie się nośnika. 4) Walcowanie wstępne -wywołanie płynięcia żywicy i napełnienia w szczelinie walcarki. Dzięki temu zachodzi jednorodne wymieszanie napełniacza i innych dodatków z uplastycznioną żywicą, która ostatecznie zestalamy albo pozostawiamy w stanie uplastycznionym. Uzyskujemy wyrób wstępny w postaci płata lub zwiniętego wałka nasyconego plastyfikatorem. 5)Rozdrabnianie -wykonuje się przez wywołanie naprężeń w rozgniatanym materiale, większych od jego wytrzm rozdzielczej(rozkruszanie), lub wytrz poślizgowej(cięcie). Nie należy rozdrabniać mat bardziej niż to jest konieczne do prawidłowego przebiegu operacji techn. Przeprowadza się przy użyciu zgniataczy i młynów. W wyniku rozdrabniania otrzymujemy frakcję(pył, proszek, drobno i grubo ziarnisty granulat, strzępy, bryłki). 6)Cięcie rozdrabnianego materiału -przeprowadza się przy użyciu nożyc i noży. Poddaje się tworzywa, która wykazuje znaczną elastyczność np.:Polietylen, polichlorek winylu. Tak uzyskany granulat wykazuję większą stałość objętości, dużą odporność na działanie wilgoci, oraz lepszą sypkość niż granulat rozdrobniony. 7)Tabletkowanie - polega na łączeniu ze sobą przez ściskanie cząstek tworzywa(głównie tłoczyw termoutwardzalnych) przy jednoczesnym zmniejszeniu ich objętości. Do tabletkowania stosuje się nie ogrzane tworzywo, chociaż wstępne ogrzanie(50-60 C) w ciągu 20 min, zezwala na prawie dwukrotne (przy fenoplastach) zmniejszenie ciśnienia tabletkowania, przy zachowaniu niezmiennych własności mech wyprasek. Tabletkowanie - przy pomocy tabletkarek , otrzymując kształt walca lub pierścienia, albo typowych pras mech wyposażonych w formę do tabletkowania otrzymując niekiedy tabletki kształtowe.
ODLEWANIE TS -Można odlewać już w najprostszych formach, przez zwykłe wlewanie ciekłej żywicy z dodatkami do formy. Jakość odlewu nie zawsze jest dobre, a wydajność procesu jest bardzo mała i dlatego ten sposób odlewania stosuje się części o mało skomplikowanych kształtach z żywic utwardzalnych i termoutwardzalnych. W formach kokilowych odlewane są żywice epoksydowe, poliestrowe (chemoutwardzalne), fenelowe(termoutwardzalne). Czasami stosuje się też odlewanie ciśnieniowe w autokokilach w atmosferze azotu(małoseryjne, jednostkowe). Odlewać można wyroby o budowie zwartej i komórkowej.
PRASOWANIE TS 1)Formowe -w zależności od własności wyrobu w skład tłoczywa oprócz żywic mogą wchodzić(napełniacze, stabilizatory, barwniki). Handlowe tłoczywo -tabletki, granulat ziarnisty, proszek. Od składu tłoczywa zależą parametry procesu prasowania(temp, nacisk jednostkowy, czas prasowania). Formowe jest najbardziej stosowane dla tłoczyw termoutwardzalnych, a)Tłoczne(bezpośrednie) tworzywu wsypuje się do otwartej formy, gdzie pod wpływem nacisku uplastycznia się i wypełnia gniazdo formy. Wypraski z tworzyw termoutwardzalnych wyjmuje się gorące, b)Przetłoczne(pośrednie) tłoczywo wsypuje się do formy przetłocznej, skąd po ogrzaniu przetłacza się do gniazda matrycy, w której wykonuje się wypraskę. Stosuje się w produkcji do elementów o bardziej skomplikowanych kształtach i większej grubości ścianek. Formy powinny mieć urządzenia do wyjmowania wyprasek(wypychacze lub spychacze). Matryce mogą być jednolite lub rozdzielne. Proces prasowania odbywa się na prasach hydraulicznych lub mechanicznych. 2)Płytowe(warstwowe) -w zależności od użytych materiałów rozróżnia się tworzywa z arkuszy i skrawkowe otrzymywanie przez jednoczesne prasowanie i sklejanie pasków nośnika). Arkusze i płyty prasuje się na prasach w ułożonych w stosy nasyconych arkuszy nośnika: (papieru(perfinax), tkanina(tekstolit), fornir(lignofal)). Ilość ułożonych warstw zależy od grubości płyty oraz od stopnia sprasowania. Możliwie jest również sporządzanie elementów o różnej gęstości. Sposób ten znajduje zastosowanie przy elementach o stałej wytrzymałości na zginanie(śmigła). TS warstwowe zwane są również laminatami w zależności od rodzaju nośnika (szklane, bawełniane, drewniane, metalowe(siatka). W zależności od rodzaju żywicy: -poliestrowe, -fenolowe, -epoksydowe. 3)Niskociśnieniowe polega na warstwowym ułożeniu w formie kilku odcinków plastyfikatu lub nośnika nasyconego płynną żywicą oraz scalaniu i zestaleniu odcinków TS pod nieznacznym naciskiem w temp pokojowej lub podwyższonej, a)prasowanie pneumatyczne ciśnieniem atm - powoduje , że odcinki TS ułożone warstwowo w formie zostają przykryte przeponą i sprasowane pod wpływem ciśnienia atm dzięki wyssaniu powietrza spod przepony(-z przeponą w postaci worka, z przep w postaci płachty, ze sztywną przeponą), b)prasowanie pneumatyczne pod wpływem ciśnienia sprężonego gazu w zbiorniku -odcinki tworzywa ułożone warstwowo w formie po ewentualnym okryciu przeponą zostaje wraz z formą umieszczone w zbiorniku ciśnieniowym i tam sprasowane pod wpływem sprężonego powietrza lub pary wodnej wprowadzonych do zbiornika(- prasowanie bez przepony, -z przeponą w postaci worka, w postaci płachty), c)prasowanie pneumat pod ciśnieniem sprężonego powietrza w formie -odcinki TS ułożone warstwowo we wnęce formy zostają przykryte przeponą oraz pokrywą i sprasowane pod wpływem gazu wtłaczanego do formy(-z przeponą w postaci płachty, w postaci pęcherza, -ze sztywną przeponą), d)prasowanie hydrauliczne -powoduje, że odcinki tworzywa ułożone warstwowo w gnieździe formy zostają sprasowane pod wpływem cieczy wtłaczanej do formy(ciekła żywica), e)prasowanie odśrodkowe - powoduje , że odcinki nośnika bezżywicznego ułożone warstwowo w formie wprawianej w ruch obrotowy, zostają nasycone żywicą i sprasowane pod wpływem siły odśrodkowej(stosuje się dla rur z tkaniny, lub przędzy).
FORMOWANIE WTRYSKOWE -polega na wyciśnięciu części uplastycznionego w cylindrze tworzywa do zamkniętej, chłodzonej(T termoplastycznego) lub ogrzewanej(T termoutwardzalne) formy, zestaleniu tworzywa i na wyjęciu wypraski podczas otwierania formy. Wtryskarka doprowadza TS do stanu plastycznego i wypełnia nim gniazdo formy, w której TS ulega zestaleniu, skąd zostaje usunięte w postaci wypraski. 1) Tłokowe T termoplastycznych -tłoczywo wtryskowe w postaci granulatu lub proszku (ze zmiękczaczami) wsypuje się do leja z którego przez dozownik odmierzamy określone dawki tłoczywa dostaje się do cylindra, gdzie zostaje ogrzany ciepłem z grzejników. Do szybszego ogrzewania TS służy rozdzielacz. 2)Ślimakowe T termoplastycznych porcje uplastycznione TS wyciska się z cylindra bezpośrednio ślimakiem, a nie za pośrednictwem warstwy nie uplastycznionego TS, 3)Tworzyw termoutwardzalnych -używa się tłoczyw pozostających w stanie plastycznym w szerokim zakresie czasu i temp. Tłoczywa te wykazują znacznie dłuższy czas mięknienia i utwardzania.
WYTŁACZANIE -polega na wyciskaniu uplastycznionego TS z cylindra przez znajdujący się w głowicy ustnik mający kształt odpowiadający przekrojowi wyrobu . Wymienne ustniki głowicy umożliwiają wytłaczanie różnych przedmiotów (płyt, folii, profilów, rur, węży. W wytłaczaniu można również nakładać powłoki izolacyjne na liny, przewody elektryczne. 1)Wytłaczarki ślimakowe -tłoczy się masę tłoczywa do strefy dozowania dzięki tarciu cylindra, więc muszą one być szerokie. Temu przepływowi wleczonemu przeciwstawia się przepływ ciśnieniowy w zwojach oraz przeciekowy ponad powierzchnią wierzchołkową zwojów, 2)Tłokowe -polega na uplastycznieniu TS i przepychaniu przesuwającego się w cylindrze tłoka przez dyszę, wywołując przy tym przepływ o stałym natężeniu(cykliczny) lub pulsującym(ciągły).
ŁĄCZENIE TS -ma na celu nierozłączne połączenie scalonego materiału z TS. 1)Klejenie polega na naniesieniu między łączone materiały o przylegających do siebie powierzchniach cienkiej warstwy substancji niemetalicznej(kleju), która przy przejściu ze stanu ciekłego w stan stały jest zdolna połączyć klejone powierzchnie w sposób trwały. Połączenie klejone należy pozostawić pod naciskiem do całkowitego zestalenia się kleju. Do tego celu stosuje się specjalne zaciski lub połączenia szczepne nitowe lub zgrzewane. 2)Spawanie i zgrzewanie można wyłącznie TS termoplastyczne, które miękną w podwyższonej temp i w tym stanie dają się łączyć przez docisk(przy zgrzewaniu) lub bez docisku(przy spawaniu). Rodzaje: a)zgrzewanie stykowe, b)zg promieniowe, c)zg cierne, d)zg dielektryczne prądem wielkiej częstotliwości, e)zg ultradźwiękowe, f)spawanie w strumieniu gorącego gazu.
METALIZOWANIE czyli wytwarzanie powłok metalowych na powierzchniach wyrobów z TS, ma na celu ozdobienie tych wyrobów lub nadanie im odpowiednich własności fizykochemicznych i chemicznych. W wyniku pokrycia TS powłoką metalową, uzyskuje się właściwie nowy materiał, który łączy w sobie cechy właściwe TS z wyglądem zew i niektórymi własnościami fizycznymi metali. Stosuje się (AL., Cu, Zn, mosiądz, kadm, nikiel, chrom, srebro, złoto). Powłoki ferromagnetyczne(żelazo, nikiel, kobalt). Powłoki magnetyczne (nikiel, żelazo, kobalt). Powłoki wysokotemperaturowe(wolfram, molibden, chrom, tytan, niemetale i węgliki krzemu). 1)Mechaniczne arkusz folii metalowej zakłada się na płytę z TS i tłoczy się za pomocą odpowiednio ukształtowanego i podgrzanego tłocznika. W miejscu tłoczonym folia przylega do płyty, a pozostałą część zdejmuje się. 2)Fizyczne próżniowe polega na osadzeniu cząstek metalu na powierzchni przedmiotu umieszczonego w próżni. 3)Chemiczne zanurzeniowe -polega na zanurzeniu oczyszczonego przedmiotu w roztworze soli zredukowanej różnymi związkami nieorganicznymi lub organicznymi. Po wyjęciu z roztworu przedmiot należy opłukać. 4)Elektrochemiczne galwanotechniczne obejmuje 2 operacje z których pierwsza polega na pokryciu przedmiotu cienką warstwą przewodzącą prąd elektryczny, a druga na wytworzeniu powłoki metalowej metodą elektrolityczną.
1