TWORZYWA SZTUCZNE – szeroka grupa materiałów, których podstawowym lub rzadziej jedynym składnikiem są polimery. Dodatkowo w tworzywach sztucznych mogą występować napełniacze (proszkowe, włókniste, warstwowe), oraz środki pomocnicze (zmiękczające, smarujące, antystatyczne, barwiące, stabilizujące, itp.).
POLIMERY – są to wielkocząsteczkowe związki organiczne. Otrzymuje się je poprzez chemiczne zmodyfikowanie produktów pochodzenia naturalnego lub przez syntezę z produktów chemicznej przeróbki węgla, ropy naftowej albo gazu ziemnego. Dokładniej – otrzymuje się je w procesie polireakcji z wielkofunkcyjnych związków o małej masie cząsteczkowej, zwanych monomerami. Powstałe w ten sposób polimery, których makrocząsteczki mają masę cząsteczkową powyżej 10 000, w połączeniu z odpowiednimi środkami modyfikującymi, stosowane są jako tworzywa sztuczne.
PLASTOMERY – są to polimery, w których odkształcenia elastyczne nie występują praktycznie w ogóle (to znaczy są mniejsze niż 1%) lub dają się wymusić dopiero przy odpowiednio dużych naprężeniach. Plastomerami są więc polimery, dla których temperatura mięknienia T jest wyższa od temperatury pokojowej, czyli polimery występują w temperaturze pokojowej w stanie szklistym kruchym ( T > T ) lub szklistym wymuszonej elastyczności ( T > T > T ).
TERMOPLASTY (elastomery termoplastyczne) – podczas ogrzewania miękną i dają się kształtować (w stanie wysokoelastycznym lub stanie płynięcia), a po ochłodzeniu sztywnieją (twardnieją) i zachowują nadaną im postać. Proces ten można powtarzać wielokrotnie. Formowanie termoplastów polega więc na odwracalnej zmianie stanu fizycznego. Ich makrocząsteczki (liniowe lub rozgałęzione) nie ulegają zmianie podczas formowania, jeśli wskutek przekroczenia temperatury nie niepożądana degradacja chemiczna. Termoplastami są polimery bezpostaciowe lub częściowo krystaliczne.
TERMOPLASTY BEZPOSTACIOWE I CZĘŚCIOWO KRYSTALICZNE – termoplasty bezpostaciowe w porównaniu z termoplastami częściowo krystalicznymi wykazują większą sztywność, ale miękną zwykle w niższych temperaturach. Rozpuszczalność polimerów bezpostaciowych jest większa niż częściowo krystalicznych. Termoplasty bezpostaciowe są zwykle przezroczyste. Zakres temperatur stosowania termoplastów bezpostaciowych jest ograniczony temperaturą mięknienia (zeszklenia) oraz na ogół temperaturą kruchości, po przekroczeniu której kruchość wzrasta stopniowo w miarę obniżania temperatury. Termoplasty częściowo krystaliczne są zwykle nieprzezroczyste. Ich temperatura kruchości jest na ogół niższa niż termoplastów bezpostaciowych i dlatego są one mniej kruche w szerszym zakresie temperatur. Zakres temperatur stosowania tych polimerów jest ograniczony niską zazwyczaj temperaturą zeszklenia oraz temperaturą topnienia krystalitów.
DUROPLASTY TERMOUTWARDZALNE – w stanie wyjściowym do formowania (tzn. najczęściej w postaci tłoczywa) nie są jeszcze usieciowane (zawierają nieprzereagowane grupy czynne).W procesie formowania, pod wpływem podwyższonej temperatury, początkowo miękną (podobnie jak termoplasty), a następnie w trakcie ogrzewania twardnieją nieodwracalnie (w wyniku procesu sieciowania), zachowując nadany im uprzednio kształt.
DUROPLASTY CHEMOUTWARDZALNE – ulegają utwardzeniu (usieciowaniu) po wprowadzeniu związków chemicznych zdolnych do reagowania z czynnymi grupami funkcyjnymi wielkocząsteczkowych produktów wyjściowych, które w temperaturze pokojowej są najczęściej w postaci ciekłych lub stałych żywic. Utwardzanie w zależności od reaktywności związków sieciujących (utwardzaczy) może następować w temperaturze pokojowej (utwardzacze na zimno) lub podwyższonej (utwardzacze na ciepło i gorąco). Ten sam produkt wyjściowy (np. żywice epoksydowe) można utwardzać różnymi utwardzaczami i w różnej temperaturze i otrzymywać produkty o różnych własnościach chemicznych, cieplnych i mechanicznych.
ŻYWICE EPOKSYDOWE, EP – reagentami w tworzeniu wielkocząsteczkowych silnie usieciowanych żywic EP są dwufunkcyjne lub wielofunkcyjne małocząsteczkowe związki z aktywnymi atomami wodoru. Podstawowym warunkiem pożądanego przebiegu reakcji sieciowania jest utrzymanie dokładnych stosunków reagentów, które wbudowują się w makrocząsteczkę w wyniku addycji do grupy epoksydowej.
ŻYWICE POLESTROWE, UP – nienasyconymi żywicami poliestrowymi są rozpuszczalne i topliwe poliestry, które zawierają co najmniej jeden składnik nienasycony. Ulegają one kopolimeryzacji w mieszaninie z różnymi związkami zdolnymi do polimeryzacji, jak styren, monomery winylowe, allilowe lub akrylowe, wobec organicznych nadtlenków jako inicjatorów, z powstawaniem twardych, nietopliwych i nierozpuszczalnych tworzyw sztucznych.
LAMINATY – tworzywa warstwowe. Do produkcji laminatów najczęściej stosuje się nasycające żywice melaminowo–formaldechydowe odznaczające się dobrą wodoodpornością, twardością, odpornością na ścierani, zarysowanie, odpornością na światło, a także na rozpuszczalniki organiczne, rozcieńczone kwasy i alkalia.
AMINOPLASTY – tworzywa sieciujące (UF, MF).
FENOPLASTY – tworzywa sieciujące (PF).
WYTŁACZANIE – proces technologiczny formowania półproduktów lub gotowych wyrobów polegający na wciskaniu uplastycznionego tworzywa dyszę wytłaczarki, która nadaje gotowy kształt formowanemu przekrojowi. Dysza znajduje się w głowicy wytłaczarki, do której ślimak podaje uplastycznione tworzywo.
WYTŁACZARKA – maszyna w której przebiega proces wytłaczania. Jej zadanie polega na dostarczeniu do głowicy odpowiednio ujednorodnionego tworzywa – przy określonym natężeniu przepływu (wydajności procesu), ciśnieniu i temperaturze. Wytłaczarka składa się z układu napędzającego (silnika, przekładni), układu uplastyczniającego (zasobnika, cylindra, ślimaka, grzejników, wentylatorów) oraz układu sterowania (mocy, temperatury itp.)Wytłaczarki można ogólnie podzielić na: jednoślimakowe, dwuślimakowe i specjalnej konstrukcji.
WYTŁACZARKI JEDNOŚLIMAKOWE – mogą mieć gładkie lub rowkowane cylindry oraz mogą być wyposażone w ślimaki konwencjonalne lub niekonwencjonalne. W typowej wytłaczarce jednoślimakowej tworzywo jest dostarczane do cylindra układu uplastyczniającego przez zasobnik, a następnie transportowane za pomocą obracającego się ślimaka w kierunku głowicy.
WYTŁACZARKI DWUŚLIMAKOWE – znajdują zastosowanie głownie do wytłaczania profili z materiałów wrażliwych termicznie, np. PVC, oraz do realizowania specjalnych operacji technologicznych, np. mieszania tworzyw, odgazowywania czy wytłaczania reaktywnego. Wytłaczarki dwuślimakowe mogą być współbieżne lub przeciwbieżne, o różnym stopniu zazębienia ślimaków (zazębiające się, nie zazębiające się).
WYTŁACZARKI WSPÓŁBIEŻNE – ślimaki obracają się w tym samym kierunku. Podczas każdego obrotu ślimaków tworzywo jest przemieszczane z kanału jednego ślimaka do kanału drugiego ślimaka. Przepływ tworzywa ma charakter wleczony, tak że przypomina pod tym względem przepływ w wytłaczarce jednoślimakowej, jednak podczas przemieszczania między ślimakami tworzywo przebywa dłuższą drogę i jest poddawane większemu ścinaniu. Intensywne ścinanie jest wywołane dużą różnicą prędkości między powierzchniami zazębiających się zwojów ślimaka.
WYTŁACZARKI PRZECIWBIEŻNE – ślimaki obracają się w przeciwnych kierunkach. Mechanizm transportu tworzywa jest całkowicie inny niż w wytłaczarkach jednoślimakowych. Każdy segment ślimaka tworzy tutaj zamkniętą komorę w kształcie zwichrowanej litery C, która przemieszcza tworzywo od zasobnika do końca ślimaka – bez przepływu do komór sąsiednich. W tym przypadku nie występuje przepływ wleczony, tak że nieznaczne jest tylko rozpraszanie energii wewnętrznej. Reguła jest, że tworzywo jest dozowane do wytłaczarki w taki sposób, że komory ślimaka są jedynie częściowo wypełnione.
ŚLIMAKI – podstawowe elementy wytłaczarki. Ślimaki w układach jednoślimakowych dzieli się ogólnie na ślimaki klasyczne i niekonwencjonalne. Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi ślimak są:
stosunek długości ślimaka do średnicy L/D,
stopień sprężania , czyli stosunek głębokości kanału w strefie zasilania do głębokości kanału w strefie dozowania.
Ślimaki wykonuje się zazwyczaj ze stali stopowych 38HNJ lub 40HM. Aby uzyskać żądaną trwałość, poddaje się je zwykle azotowaniu jonowemu, chociaż stosowane są również inne metody obróbki cieplnej bądź cieplno–chemicznej, a także napawanie stopami o dużej odporności na zużycie.
CYLINDER – wytłaczarki mogą być wyposażone w cylindry dwojakiego rodzaju: gładkie lub rowkowane. Cylindry rowkowane mają w strefie zasilania (na długości na ogół L = 3D) rowki rozmieszczone na całym obwodzie, wzdłużne lub śrubowe, ze względów technologicznych wykonane w tulei wciśniętej w cylinder. Rowki te mają zmienną głębokość, największą w miejscu zasypu tworzywa do cylindra, i stopniowo zanikają w strefie zasilania.
GŁOWICE WYTŁACZARSKIE – ich zadanie polega na nadaniu przetwarzanemu materiałowi żądanego kształtu, przy zapewnieniu jednorodności termicznej i mechanicznej w całej objętości tworzywa, oraz wytworzenie odpowiedniego oporu przepływu (spadku ciśnienia) umożliwiającego realizację procesu wytłaczania. Głowice można podzielić, w zależności od ich przeznaczenia, np. na: głowice do wytłaczania profili pełnych, pustych lub otwartych; głowice do wytłaczania rur, folii, płyt, włókien; a także – głowice do powlekania drutu, do granulowania itp.
DYSZA WYTŁACZARSKA – ostatni element geometryczny głowicy, gdzie następuje kształtowanie wyrobu, polegające na wyciskaniu uplastycznionego tworzywa przez dyszę wytłaczarki, która nadaje gotowy kształt formowanemu przekrojowi.
EFEKT BARUSA – stanowi cechę cieczy lepkosprężystych, polegającą na zjawisku rozszerzania się strumienia tworzywa wypływającego z dyszy.
STREFA ZASILANIA – jedna ze stref układu plastyfikującego w wytłaczarkach . W strefie tej tworzywo jest pobierane z leja zasypowego, wstępnie ogrzewane, zagęszczane i transportowane dalej w kierunku głowicy. Strefę zasilania stanowi odcinek cylindra wytłaczarki liczony od zasypu do miejsca, w którym zaczynają się pojawiać uplastycznione cząstki tworzywa.
STREFA SPRĘŻANIA – jedna ze stref układu plastyfikującego w wytłaczarkach. W strefie tej tworzywo przechodzi ze stanu stałego w uplastyczniony. Teoretycznie uplastycznienie tworzywa powinno być zakończone w tej strefie. Tworzywo opuszczając strefę sprężania powinno być odgazowane. Długości strefy sprężania mogą być różne w zależności od przerabianego surowca.
STREFA DOZOWANIA – jedna ze stref układu plastyfikującego w wytłaczarkach. W strefie tej zachodzi ujednorodnienie mechaniczne i termiczne przetwarzanego tworzywa oraz podwyższenie ciśnienia do poziomu potrzebnego do pokonania oporów przepływu przez głowicę. W celu uzyskania możliwie dużego ciśnienia głębokość kanału ślimaka w tej strefie jest na ogół mała.
CIŚNIENIE NA KOŃCU DYSZY GŁOWICY WYTŁACZARSKIEJ – jest wytworzone na skutek ciśnienia na końcu strefy dozowania zmniejszonego głównie o spadek ciśnienia w kanałach głowicy i filtrze tworzywa
Ciśnienie zależy głównie od rozwiązania konstrukcyjnego ślimaka, liczby jego obrotów, rodzaju tworzywa przetwarzanego oraz od oporu głowicy.
NATĘŻENIE PRZEPŁYWU TWORZYWA W WYTŁACZARCE (WYDAJNAŚC) – wpływa na nie przepływ wleczony , który wpływa na natężenie przepływu tworzywa w wytłaczarce (wydajność wytłaczarki). Przepływ wleczony nakłada się na przepływ ciśnieniowy , który jest wynikiem istnienia gradientu ciśnienia w kanale ślimaka wytłaczarki, spowodowanego oporem przepływu stawianym przez głowicę. Trzecim składnikiem określającym natężenie przepływu tworzywa w wytłaczarce jest przepływ przeciekowy , który zachodzi w wyniku istnienia gradientu ciśnienia w szczelinie między uzwojeniami ślimaka a ścianką cylindra. W rezultacie natężenie przepływu tworzywa w wytłaczarce wyraża się jako
lub w uproszczonej postaci, przy pominięciu przepływu przeciekowego jako
.
PRASOWANIE – jest metodą przetwórstwa polegającą na cyklicznym wprowadzaniu tworzywa do zamkniętego gniazda formującego, bardzo często na jego uplastycznieniu a następnie stapianiu w zamkniętym gnieździe formującym, jego utwardzeniu lub zestaleniu, i z kolei wyjęciu przedmiotu, zwanego w tym przypadku wypraską prasowniczą, z gniazda. Proces prasowania zachodzi na prasach lub bez ich pomocy, jednak zawsze z użyciem narzędzia, którym jest forma prasownicza mająca gniazdo formujące.
PRASOWANIE TŁOCZNE – jest to kształtowanie przedmiotów w formach, co najmniej dwudzielonych, w których matryca i stempel nadają przedmiotowi żądany kształt. Chłodne lub wstępnie ogrzane tworzywo, w postaci rozdrobnionej lub scalonej, umieszcza się w gnieździe formy, a następnie po ogrzaniu, co prowadzi do uplastycznienia tworzywa, doprowadza się je przez nacisk stempla do płynięcia, tak aby całkowicie wypełniło gniazdo formy. Po zestaleniu wypraski w podwyższonej (tworzywa termoutwardzalne) lub obniżonej temperaturze (tworzywa termoplastyczne) wypraskę usuwa się z formy i cykl formowania można rozpocząć ponownie. Metodą tą przetwarza się przede wszystkim tworzywa termoutwardzalne, rzadziej termoplastyczne.
PRASOWANIE PRZETŁOCZNE – polega na tym, że niezbędną ilość tłoczywa, najczęściej wstępnie ogrzanego, umieszcza się w cylindrze, z którego, w postaci całkowicie uplastycznionej, zostaje przetłoczone przez jeden lub więcej kanałów do formy. W przetwórstwie tworzyw termoutwardzalnych formy są podgrzewane, w termoplastycznych – chłodzone. Stosuje się zwykle tłoczywo wstępnie stabletkowane.
CIŚNIENIE PRASOWANIA – minimalna wartość ciśnienia wytwarzanego podczas prasowania powinna być taka, aby pod jej wpływem zostały pokonane opory przepływu i wskutek tego tworzywo w stanie płynnym wypełniło dokładnie całą przestrzeń gniazda oraz aby zostało w gnieździe ściśnięte i wskutek tego osiągnęło odpowiednią gęstość.
TEMPERATURA PRASOWANIA – jest ona zależna od rodzaju żywicy i stopnia jej skondensowania. Do osiągnięcia temperatury wstępnego uplastycznienia T min pl (zazwyczaj nieco powyżej 100ºC) tłoczywo nagrzewa się powoli. Jego lepkość jest wówczas dość duża. W temperaturze całkowitego upłynnienia T max pl lepkość osiąga wartość minimalną. Temperatura ta wynosi przykładowo: 170 C dla tłoczyw fenolowych, 160 C dla melaminowych, 150 C dla mocznikowych. Ze względu na wydajność procesu powinno się stosować temperaturę formy Tf jak najwyższą, przy której jednak tworzywo ma jeszcze na tyle niską średnią lepkość, że wypełnia całkowicie formę.
CZAS PRASOWANIA – najistotniejszą częścią czasu cyklu prasowania jest czas wygrzewania tw, który jest sumą czasu nagrzewania tn i czasu utwardzania tu. Czas wygrzewania powinien być na tyle długi, aby w wyprasce nastąpiło utwardzenie żądanego stopnia. Częścią czasu nagrzewania jest z kolei czas płynięcia tp, liczony od momentu zapoczątkowania do zakończenia istnienia stanu płynnego.
POLIMERYZACJA – proces łączenia się ze sobą wielu cząsteczek monomeru, przebiegający bez wydzielania małocząsteczkowych produktów ubocznych i bez zmiany substancji reagujących. Wzrost łańcuch przebiega na skutek rozerwania wiązań podwójnych, potrójnych monomeru lub rozerwania pierścienia.
POLIKONDENSACJA – reakcja łączenia się wielkiej ilości cząsteczek monomeru w makrocząsteczki polikondensatu podczas której wydzielają się produkty uboczne, np. wody.
POLIADDYCJA – proces stopniowego przyłączania cząstek monomeru do łańcuch polimeru, dzięki zmianie miejsca ruchliwych atomów wodoru bez wydzielania produktów ubocznych.
PRASA – prasa do prasowania tworzyw ma z reguły napęd hydrauliczny i układ pionowy. W swej istocie nie różni się od pras hydraulicznych stosowanych do obróbki plastycznej metali.
PRASY RĘCZNE – z napędem dźwigniowym lub kołowym o nacisku 5–80T.Zalety stosowania: taniość zakupu i eksploatacji, bardziej subtelne dopasowanie nacisku do przebiegu płynięcia masy, a tym samym większa oszczędność formy i wyprasowywanych części metalowych. Wyrzutnik uruchamia się ręczną dzwignią.
PRASY MECHANICZNE – napędzane silnikiem prasy korbowe w wysokim stopniu zautomatyzowane, uruchamiane za pomocą przycisku. Nacisk mniej sztywny (40–100T) dzięki wbudowaniu sprzęgła ślizgowego lub amortyzatora hydraulicznego.
PRASY HYDRAULICZNE OLEJOWE – prasy z dzwignią kolanową lub hydraulicznym napędem olejowym; odznaczają się one subtelniejszą i bardziej elastyczną regulacją ciśnienia, a tym samym większą oszczędnością form. Nacisk do 150T.
PRASY HYDRAULICZNE – dolno– lub górnocylindrowe w zależności od tego, na którą płytę działa tłok.
PRASY PRZETŁOCZNE – zazwyczaj prasy hydrauliczne, w których trzpień wyrzutnika został przebudowany na przetłocznik. Zatem nacisk prasy służy tylko do zamykania formy.
PRASY WIELOCZYNNOŚCIOWE – połączenie kilku pras hydraulicznych (2 do 4) w obramowane zestawy napędzane wspólną pompą. Zalety oszczędność miejsca i łatwa obsługa.
PRASY KARUZELOWE – szereg najczęściej hydraulicznych pras w układzie karuzelowym.
PRASY AUTOMATYCZNE – z napędem mechanicznym lub hydraulicznym coraz częściej są stosowane do produkcji małych przedmiotów bez wkładek metalowych; proces prasowania odbywa się w nich samoczynnie. Pewne typy służą zarówno do prasowania zwykłego, jak i przetłocznego.
FORMY PRASOWNICZE – w procesie prasowania stosuje się zazwyczaj wielogniazdowe formy o zamknięciu teleskopowym. Gniazdem nazywa się część formy stykającej się bezpośrednio z materiałem. Innymi słowy gniazdo kształtuje wyrób i jest negatywowym odwzorowaniem jego kształtu. Zazwyczaj daje się wyróżnić część wklęsłą gniazda zwaną matrycą i część wypukłą zwaną stemplem. Obie połowy formy są ogrzewane przez grzałki, połączone z układem termoregulacji. Ze względu na podstawowe rozwiązania konstrukcyjne, rozróżnia się formy o zamknięciu: stykowym, teleskopowym, stykowo–teleskopowym, z przecięciem.
FORMY MASZYNOWE – są na stałe przymocowane do stołu prasy za pomocą śrub. Obie połówki muszą być bardzo dobrze do siebie dopasowane w przeciwnym bowiem razie może nastąpić uszkodzenie formy.
FORMY PRZETŁOCZNE – mają ponad gniazdem dodatkową komorę zasypową (przetłoczną) do której wsypuje się tłoczywo; komora połączona jest z gniazdem jednym lub kilkoma kanałami przetłocznymi. Dzięki temu, że formowanie odbywa się w formie od razu zamkniętej, powstaje niewielka spoina prasownicza, pod warunkiem zastosowania wystarczającego ciśnienia zamykającego.
TŁOCZYWA – utwardzalne tworzywa wejściowe, najczęściej w kształcie proszku i tabletek, rzadziej granulek, składające się żywicy utwardzalnej i składników dodatkowych np. napełniacza, środka barwiącego i smarującego. Można więc mówić o tłoczywie fenolowym, aminowym, epoksydowym, poliestrowym , itp.
TABLETEK – otrzymuje się z proszku tworzywa za pomocą prasowania , zwanego wstępnym – tabletkowaniem, w temperaturze normalnej lub podwyższonej, gdzie następuje kohezyjne łączenie ziarn proszku. Najlepszym rozwiązaniem byłoby otrzymywanie tabletek o takich rozmiarach, aby jedna tabletka wystarczała na jedną wypraskę.
TABLETKOWANIE – prasowanie wstępne.
SKURCZ PIERWOTNY (skurcz przetwórczy) – występuje podczas krzepnięcia tworzywa. Odgrywa on bardzo istotne znaczenie niemal we wszystkich metodach przetwórstwa. Wartości skurczu przetwórczego są oczywiście odmienne dla różnych rodzajów tworzyw. Skurcz pierwotny zmniejszają i stabilizują napełniacze włókniste.
SKURCZ WTÓRNY – w przypadku niektórych tworzyw poza skurczem podczas krzepnięcia tworzywa należy liczyć się z wyraźnymi zmianami objętości podczas składowania lub użytkowania przedmiotów. Zjawisko skurczu wtórnego występuje przede wszystkim w przypadku tworzyw termoplastycznych częściowo krystalicznych, gdyż w nich zachodzą wyraźnie dalsze procesy przemian strukturalnych i chemicznych. Wartości skurczu wtórnego tych tworzyw zależą głównie od czasu i temperatury użytkowania bądź składowania i na ogół zawierają się w granicach 0,8–3%.
WTRYSKIWANIE – jest to proces cykliczny, w którym materiał wyjściowy w postaci granulek lub krajanki, podany z pojemnika do ogrzanego cylindra , uplastycznia się i następnie jest wtryskiwany przez dyszę i tuleję wlewka do gniazd formującego . Tworzywo zestala się w nich, a następnie usuwane z formy w postaci gotowej wypraski, po czym cykl procesu rozpoczyna się od nowa.
WTRYSKARKA – współczesne wtryskarki są skomplikowanymi, wielofunkcyjnymi maszynami do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Ogólna budowa wszystkich ich typów jest podobna, ponieważ składają się one z pełniących tę samą rolę zespołów funkcjonalnych. W zależności od rodzaju przetwarzanego tworzywa, sposobu pracy, rodzaju formy itp., są dostosowywane do wymogów poszczególnych wariantów technologii w sposób konstrukcyjny bądź przez zastosowanie specjalnego wyposażenia technologicznego.
WTRYSKIWANIE WSPOMAGANE GAZEM OBOJĘTNYM – polega na tym, że do niewielkiej porcji tworzywa doprowadzonego do formy zostaje wprowadzony sprężony azot, który ją rozdmuchuje. Ten rodzaj wtryskiwania jest stosowany przy produkcji wyrobów grubościennych lub o bardzo zróżnicowanych grubościach ścianek.
WTRYSKIWANIE Z DOPRASOWANIEM – polega na tym, że gniazda formy zamykają się teleskopowo; tworzywo jest ściskane przez cały czas ochładzania.
WTRYSKIWANIE Z DOCISKIEM – polega na tym, że w momencie wtrysku tworzywa następuje niewielkie rozchylenie formy w płaszczyźnie przekroju lub ugięcie tych płaszczyzn w przypadku form o dużych płaszczyznach sprężystych. Zjawiska te zanikają po zakończeniu wtrysku. Ponowne domknięcie formy lub zanik powstałych odkształceń sprężystych umożliwia wydatne zmniejszenie skurczu wypraski i tym samym znaczne ograniczenie naprężenia skurczowego.
WTRYSKIWANIE Z OPÓŹNIONYM DOMKNIĘCIEM FORMY – forma w momencie wtrysku pozostaje niedomknięta, a zatem wypełnienie jej nie wymaga zbyt wysokich ciśnień. Ostateczne uformowanie wypraski następuje w momencie domykania formy, co pociąga za sobą konieczność ponownego przetłaczania tworzywa z wolnej szczeliny w głąb formy. Warunki przepływu tworzywa przy niedomkniętej formie zapewniają dobre wypraski, bez niedolewów czy pęcherzy, a także znaczne zmniejszenie naprężeń własnych, co w efekcie daje wypraski o lepszych własnościach mechanicznych.
WTRYSKIWANIE Z ROZDMUCHIWANIEM – polega na tym, że zaraz po wtryśnięciu część stemplowa formy z niezastygniętym tworzywem zostaje przesunięta do innej formy o kształcie np. butelki, fiolki lub słoika. W wyniku rozdmuchania i ochłodzenia kształt zostaje utrwalony.
WTRYSKIWANIE TWORZYW TERMOUTWARDZALNYCH I GUMY – tworzywo jest transportowane i dozowane przez ślimak. Cylinder wtryskowy jest ogrzewany wodą do temperatury 6090ºC. Usieciowanie tworzywa i gumy następuje dopiero w gorącej formie wtryskowej o temperaturze ok. 180ºC.
WTRYSKIWANIE ŻYWIC I KAUCZUKÓW UTWARDZALNYCH – dwa komponenty żywicy lub np. kauczuku silikonowego doprowadzane są przez małe pompy i urządzenia mieszające do cylindra wtryskowego. Przyspieszone sieciowanie odbywa się w gorącej formie wtryskowej.
CIŚNIENIE WTRYSKIWANIA p ( ciśnienie hydrauliczne p ) – zależne jest od lepkości tworzywa i długości drogi płynięcia. Największe straty ciśnienia na drodze płynięcia występują w otworze dyszy wtryskarki i przewężce układu wlewowego. Wysokość p ustala się zależnie od p, czyli od charakterystycznego dla danych warunków płynięciaminimalnego ciśnienia pozwalającego na całkowite wypełnienie gniazda formy.
TEMPERATURA TWORZYWA T ( temperatury cylindra i dyszy T , T ,... , T ) – w otworze dyszy i w przewężce gwałtownie wzrasta temperatura tworzywa oraz prędkość płynięcia; następuje wtedy korzystne obniżenie lepkości ułatwiające wypełnienie gniazda. W skrajnym przypadku, w tych miejscach może wystąpić nawet przegrzanie i degradacja termiczna tworzywa.
SZYBKOŚĆ WTRYSKIWANIA v ( wydatek oleju Q ) – ustawiana jest tak, aby zachować stałą szybkość płynięcia czoła strumienia tworzywa w gnieździe. Programowany profil zmian szybkości jest proporcjonalny do kolejnych przekrojów wypraski na drodze płynięcia. Przy dużej szybkości wtryskiwania może nastąpić gwałtowny wzrost ciepła tarcia w przewężce kanału wlewowego.
PUNKT PRZEŁĄCZANIA – jego właściwe ustawienie pozwala na usunięcie efektu gwałtownego skoku ciśnienia wtryskiwania p, który następuje w chwili zapełniania gniazda formy. Obniżenie tego ciśnienia zapobiega wypływek i zwiększa żywotność formy. Punkt przełączania ustawia się doświadczalnie.
CZAS WTRYSKIWANIA t – związany jest z szybkością wtryskiwania. Zależy przede wszystkim od wydajności układu uplastyczniającego wtryskarki, konstrukcji i rozmiarów wypraski oraz rodzaju tworzywa. W zależności od tych czynników czas wtrysku może wynosić od kilku sekund do kilku minut. Ze względu na wydajność wtryskarki (czynnik ekonomiczny) dąży się do tego, aby czas cyklu był jak najkrótszy.
CIŚNIENIE DOCISKU p – ma na celu ciągłe uzupełnianie strat kurczącego się tworzywa. Przebiega według ustalonego profilu. W przypadku tworzyw amorficznych ustawiane jest jako wartość malejąca w celu zmniejszenia udziału zamrożonych naprężeń własnych; w przypadku tworzyw częściowo krystalicznych, przy których ze względu na parokrotnie większy skurcz objętościowy nie występuje możliwość powstania naprężeń tego typu, ustawiane jest jako wartość stała.
CZAS DOCISKU t – powinien trwać do momentu zastygnięcia kanałów doprowadzających ( przewężki ).Zbyt krótki, podobnie jak zbyt niskie ciśnienie docisku, jest przyczyną jam i zapadnięć. Coraz częściej poprawność ustawiania tego czasu kontroluje się metodą wagową . Brak przyrostu ciężaru wypraski oznacza, że nastąpiło zakrzepnięcie przewężki i dalsze przedłużanie czasu docisku jest zbyteczne. Czas i ciśnienie docisku wpływają na wielkość skurczu, a więc na dokładność wymiarową wyprasek.
DROGA DOCISKU s – droga przesuwu ślimaka w czasie docisku.
TEMPERATURA USUWANIA T– jest to określana doświadczalnie temperatura wypraski, przy której możne być ona usunięta z formy, bez deformacji.
CZAS CHŁODZENIA t – po jago upływie następuje otwarcie formy i usunięcie wypraski. Do wstępnego określenia czasu chłodzenia można zastosować zależność
ln [s]
gdzie: s – grubość ścianki wypraski [cm], a – współczynnik przewodzenia temperatury [cm/s], lecz dotyczy ona wyłącznie czasu chłodzenia w idealnych warunkach płaskiej prostokątnej płytki. W praktyce stosuje się wzory empiryczne lub wykresy.
CIŚNIENIE UPLASTYCZNIANIA p (przeciwciśnienie p ) – ustawienie dławienia oleju wypływającego z siłownika powoduje wytwarzanie poduszki olejowej, przeciwdziałającej ciśnieniu tworzywa przed czołem ślimaka i zbyt szybkiemu wycofaniu ślimaka. Za niska wartość spowoduje opóźnione i niecałkowite uplastycznienie (granulki w masie tworzywa), za wysoka może być przyczyną zbyt szybkiego uplastycznienia i przegrzania materiału.
OBROTY ŚLIMAKA n – wartość współzależna od i . Wzrost obrotów przyspiesza uplastycznienie tworzywa, występują większe naprężenia ścinające powodujące wzrost temperatury tworzywa.
CZAS UPLASTYCZNIENIA t – wartość wynikowa.
DROGA DOZOWANIA s – wartość łączna .
CZAS PRZERWY t– jest to czas na usunięcie wypraski z formy oraz czynności pomocnicze, jak np. zakładanie zaprasek.
CZAS CYKLU t – powtarzalność czasu cyklu decyduje o stabilności termicznej parametrów procesu; wstępne określenie tego czasu wg zależności wykorzystuje się do ustalania założeń techniczno–ekonomicznych i projektu procesowego. W przypadku produkcji automatycznej można założyć, że czas przerwy przy zastosowaniu przyspieszonego usuwania wyprasek przez robot, zostaje ograniczony do ułamka sekundy. Wówczas .
ŚREDNICA ŚLIMAKA D [mm] – zależnie od potrzeb oferowane są jednostki wtryskowe o różnych średnicach ślimaka:
podnominalnej – wysokie ciśnienie wtryskiwania –,
– mniejsza pojemność skokowa – (wyroby cienkościenne,
wyroby z tworzyw trudno płynnych);
nominalnej – wykonanie standardowe;
nadnominalnej – niższe ciśnienie wtryskiwania – , – większa pojemność skokowa – (większe wyroby z
tworzyw łatwo płynących).
DROGA DOZOWANIA [mm] – dla danej jednostki wtryskowej jest to wartość stała, niezależna od średnicy D ślimaka.
(wyjątkowo do 5D)
NAJWIĘKSZA POJEMNOŚĆ SKOKOWA [cm³] – wartość podawana dla ciśnienia wtryskiwania (1000 bar przy ślimaku o )
[cm³]
jest wartością teoretyczną, pomocniczą, stosowaną jedynie przy określaniu zakresu poprawnego wykorzystania wtryskarki.
NAJWIĘKSZA MASA WTRYSKIWANIA [g] – podawana jest dla PS i ciśnienia wtryskiwania1000 bar, stąd dla PS:
NAJWIĘKSZE CIŚNIENIE WTRYSKIWANIA [bar] – jest to ciśnienie tworzywa przed czołem ślimaka o średnicy przy największym ciśnieniu (stopnia pierwszego) w cylindrze hydraulicznym.
stąd:
lub
Nastawną wartość należy obliczyć lub przyjąć z wykresu podawanego w instrukcji maszyny. W nowszych wtryskarkach nastawia się ją cyfrowo i kontroluje na ekranie monitora.
WYDATEK UPLASTYCZNIENIA [g/s] – podawany jest dla PS, zależy od obrotów ślimaka, ciśnienia uplastyczniania, geometrii ślimaka i drogi dozowania (aktywnej długości ślimaka) oraz własności reologiczne tworzywa.
Średnia obliczeniowa wartość:
gdzie – czas uplastyczniania [s].
ZAKRES OBROTÓW ŚLIMAKA [min] – zależnie od systemu napędu ślimaka wtryskarki stosuje się stopniową lub bezstopniową regulację obrotów. Obroty ślimaka dobierane są w zależności od zalecanej dla danego tworzywa prędkości obrotowej [m/s] ślimaka, wynikające z dopuszczalnej szybkości ścinania danego tworzywa:
[obr/min]
WYDATEK WTRYSKIWANIA [g/s] – określany jest dla PS i ciśnienia 1000 bar. Jest nastawiany przez regulację wydatku oleju do cylindra hydraulicznego. Największy wydatek otrzymuje się przy ok. 80% ciśnienia wtryskiwania przy zasilaniu z pompy i przy ok. 66% przy zasilaniu przez akumulator gazowo–olejowy. Strumień wtryskiwania decyduje o szybkości wypełniania, która powinna być stała na całej długości płynięcia, niezależnie od przekroju wypraski. Uzyskuje się to przez programowanie wydatku oleju, w stosunku procentowym na poszczególnych odcinkach drogi ślimaka .
SIŁA ZAMYKANIA [] – siła wywierana przez zespół zamykania na formę po jej zamknięciu.
SIŁA ZWIERANIA [] – siła wywierana na zespół zamykania podczas wtryskiwania tworzywa do formy.
CZAS RUCHU JAŁOWEGO [s] (czas biegu na sucho) – jest to czas konieczny do wykonania jednego cyklu bez przetwarzania tworzywa. Składają się nań czasy zamykania i otwierania formy, czasy odsuwania i dosuwania cylindra i czasy przełączeń.
FORMY WTRYSKOWE – są narzędziami o największym stopniu skomplikowania. W odróżnieniu od narzędzi do obróbki metali, służą one nie tylko do uzyskania wyrobu o określonej postaci zewnętrznej, lecz także o określonej budowie wewnętrznej decydującej o trwałości i własnościach użytecznych wyrobów. Każda forma wtryskowa składa się z następujących podzespołów – układów: układów technologicznych (elementy formujące, układ wlewowy, układ regulacji temperatury), układów mechanicznych (układ uwalniania i wypychania wypraski, układ prowadzenia i ustalania, obudowa).
ELEMENTY FORMUJĄCE – tzn. gniazda formy. Stopień ich skomplikowania i budowa są określone konstrukcją wyrobu. Natomiast konstrukcja wyrobu musi uwzględniać warunki wypełniania gniazda, chłodzenia i sposobu usuwania wypraski z formy. Budowa gniazda wpływa więc nie tylko na własności użytkowe i jakość wyrobu, ale również na ekonomiczność produkcji. Liczba gniazd w formie zależy od budowy wyrobów, potrzeb i możliwości technicznych maszyny.
UKLAD WLEWOWY – determinuje on miejsce i sposób doprowadzania tworzywa, tak aby – w przypadku form wielogniazdowych – w każdym gnieździe panowały takie same warunki wypełniania, tzn. takie samo ciśnienie i szybkość płynięcia.
UKŁAD REGULACJI TEMPERATURY – zwany jest czasem układem chłodzenia. Jego budowa musi zapewnić równomierny odbiór ciepła z obu stron powierzchni wyprasek. Zależnie od rodzaju produkcji i typu tworzywa odbywa się to z różną szybkością, a więc formy (a nawet poszczególne ich strefy) muszą mieć różna temperaturę.
UKŁAD UWALNIANIA I WYPYCHANIA WYPRASKI – na ogół zakłada się, że forma powinna być dostosowana do pracy całkowicie automatycznej. Przed wypchnięciem wypraska musi być uwolniona. Przy prostych kształtach zapewnia to najczęściej otwarcie formy, lecz często trzeba z wypraski wysunąć lub wykręcić elementy metalowe (rdzenie) kształtujące otwory lub podcięcia boczne. Wypychanie mechaniczne może być wspomagane i przyspieszane sprężonym powietrzem. Fakt wypadania wyprasek powinien być kontrolowany.
UKŁAD PROWADZENIA I USTALANIA – ma na celu zapewnienie precyzyjnego naprowadzenia i złożenia połówek formy przy zamykaniu.
OBUDOWA – wiąże wszystkie układy w jedną, funkcjonalną całość. Jej konstrukcja określa sposób ustalania i mocowania formy na wtryskarce oraz sposób połączeń medium chłodzącego lub ogrzewającego, sprężonego powietrza, zasilania prądem, styczników kontrolnych, czujników temperatury i – coraz częściej – czujników ciśnienia tworzywa.
ZGRZEWANIE – jest procesem łączenia elementów z tworzyw termoplastycznych na skutek wywierania nacisku na uplastyczniony materiał. Uplastycznienie tworzywa następuje pod wpływem ciepła, doprowadzonego z zewnątrz albo wytworzonego wewnątrz materiału w wyniku działania prądu elektrycznego czy energii mechanicznej. Na skutek wywierania nacisku zachodzi wzajemne przepalanie się łańcuchów polimeru w wyniku częściowego ich przenikania z łączonych elementów. Splątane segmenty makrocząsteczek tworzą, po ochłodzeniu (pod naciskiem), trwałe połączenie. Ze względu na dyfuzyjny charakter procesu zgrzewania, właściwości wytrzymałościowe wytworzonego złącza (zgrzeiny) zależą głównie od wielkości i czasu trwania nacisku.
ZGRZEWANIE PRZEZ NAGRZANIE OD WEWNĘTRZNEJ STRONY ŁĄCZONYCH POWIERZCHNI – zgrzewanie prowadzi się za pomocą elementu grzejnego w postaci klina, płyty lub pręta, względnie ciepłem wytworzonym przez tarcie spajanych elementów.
ZGRZEWANIE PRZEZ NAGRZANIE OD ZEWNĘTRZNEJ STRONY ŁĄCZONYCH ELEMENÓW – polega na doprowadzeniu ciepła przez całą grubość spajanych materiałów do łączonych powierzchni za pomocą ogrzewanego elektrycznie elementu w postaci listwy, szyny, drutu itp. Są dwie podstawowe metody takiego spajania: zgrzewanie kontaktowe i zgrzewanie impulsowe.
ZGRZEWANIE PRZEZ WYTWARZANIE CIEPŁA WEWNĄTRZ ŁĄCZONYCH MATERIAŁÓW – metoda ta pozwala stosować zimne narzędzia ściskające. Do tej grupy metod spajania należą zgrzewanie prądem wysokiej częstotliwości i zgrzewanie ultradźwiękowe.
ZGRZEWANIE GORĄCYM KLINEM – polega na stopniowym uplastycznieniu krawędzi łączonych elementów za pomocą gorącego klina metalowego, przesuwanego wzdłuż złącza, z zachowaniem styku. Nacisk na spajane elementy wywiera się za pomocą rolki. Zgrzewanie gorącym klinem jest stosowane najczęściej do łączenia folii i cieńszych płyt z PVC, a ponadto z polietylenu. Metodą tą wykonuje się złącza zakładkowe.
ZGRZEWANIE NAGRZANĄ PŁYTĄ – tą metodą spajania uplastycznia się powierzchnie zgrzewanych elementów za pośrednictwem gorącej płyty wprowadzonej między łączone powierzchnie, po czym usuwa się płytę i dociska do siebie spajane elementy. Otrzymuje się w ten sposób doczołowe złącza rur i prętów z twardego PVC, poliolefin, PMMA i innych tworzyw. Metoda ta znajduje największe zastosowanie do czołowego zgrzewania rur przy montażu rurociągów.
ZGRZEWANIE CIEPŁEM TARCIA – w tym procesie zgrzewania źródłem ciepła niezbędnego do uplastycznienia tworzywa jest praca tarcia na powierzchniach łączonych elementów. Zależnie od sposobu wzajemnego tarcia tych elementów rozróżnia się zgrzewanie obrotowe, zwane zwyczajowo zgrzewaniem ciernym, oraz zgrzewanie wibracyjne.
ZGRZEWANIE KONTAKTOWE – nazywane często zgrzewaniem oporowym lub zgrzewaniem metodą gorącej elektrody jest jedną z najstarszych i zarazem najbardziej rozpowszechnionych metod łączenia folii. Metoda ta polega na dociśnięciu elementów jedną nagrzaną listwą do zimnego podłoża lub ściśnięciu łączonych elementów między dwiema nagrzanymi listwami.
ZGRZEWANIE IMPULSOWE – polega na ściśnięciu krawędzi łączonych folii między szybko nagrzewanymi i następnie szybko chłodzonymi listwami. Ciepło dopływa do elementu grzejnego przez folię do miejsca spojenia, z tym że element jest ogrzewany nie w sposób ciągły, lecz przez krótki impuls prądu elektrycznego o dużej mocy. Czas trwania impulsu jest regulowany zależnie od rodzaju oraz grubości zgrzewanych folii i wynosi 0,1–1s.
ZGRZEWANIE PRĄDEM WYSOKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI – proces ten, zwany inaczej zgrzewaniem pojemnościowym lub dielektrycznym, polega na ściśnięciu i uplastycznieniu łączonych materiałów między chłodzonymi elektrodami (listwami), w których wytwarza się szybkozmienne pole elektryczne. W tej metodzie zgrzewania wykorzystuje się właściwości dielektryczne tworzywa i stąd nosi on nazwę metody dielektrycznej.
ZGRZEWANIE ULTRADŹWIĘKOWE – (dźwięki o częstotliwości drgań większych niż 20kHz, niesłyszalne przez człowieka), polega na wprowadzeniu elementów w szybkie drgania mechaniczne z częstotliwością ok. 20kHz. Wskutek tego następuje nagrzewanie powierzchni styku spajania elementów do temperatury uplastycznienia tworzywa. Wywierany jednocześnie nacisk na miejsce spajania powoduje zgrzewanie łączonych elementów. Ciepło, niezbędne do uplastycznienia tworzywa, wydziela się na powierzchni złącza oraz wewnątrz zgrzewanych materiałów wskutek tarcia cząstek polimeru wprowadzonych w mechaniczne drgania. Czas zgrzewania ultradźwiękowego nie przekracza 1–2s i zależy od rodzaju tworzywa oraz grubości i kształtu łączonych elementów.
SPAWANIE – jest to proces łączenia na gorąco elementów z polimerów termoplastycznych oraz uplastycznienia i stopienia ich krawędzi bez wywierania docisku. Największe znaczenie ma proces spawania w strumieniu gorącego gazu (gazowego nośnika ciepła) przy użyciu prętów spawalniczych spełniających rolę spoiwa. Znajdują one zastosowanie głównie do spajania elementów z twardego PVC, rzadziej zmiękczonych poliolefin, poliamidów i polimetakrylanu metylu.
PALNIKI – są stosowane do ręcznego spawania tworzyw gorącym powietrzem. Używa się głównie palników elektrycznych. W mniejszym zakresie są stosowane palniki gazowe. Palniki elektryczne są ogrzewane spiralami oporowymi o mocy 250–500W. Do palników gazowych stosuje się acetylen, gaz ziemny płynny gaz propan-butan. Palniki są zasilane sprężonym powietrzem o ciśnieniu 5–40kPa, którego zużycie wynosi 1,2– 2m/h. Temperaturę nagrzanego powietrza reguluje się przez zmianę napięcia prądu zasilającego w palnikach elektrycznych lub zmianę płomienia (ilości gazu) w palnikach gazowych.
DYSZE PALNIKÓW – standardowe mają przekrój kołowy. Oprócz nich stosuje się tzw. Dysze do szybkiego spawania. Takie dysze stanowią jednocześnie prowadnik spoiwa, które ulega w nich podgrzaniu.
KLEJENIE – polega na naniesieniu między łączone powierzchnie warstwy kleju, który po stwardnieniu, tj. przejściu z postaci ciekłej lub gęstopłynnej w stan stały, trwale łączy spajane elementy. Wytworzone połączenie nosi nazwę złącza klejowego lub skleiny. Klejenie jest możliwe dzięki dwóm, zasadniczym właściwościom kleju: adhezji (przyczepności), czyli zdolności trwałego przywierania do powierzchni łączonych materiałów, oraz kohezji – wewnętrznej spoistości substancji klejącej.
KLEJE – podstawowym składnikiem kleju jest spoiwo (lepiszcze), czyli substancja nadająca skleinie przyczepność do łączonych powierzchni i wymaganą wytrzymałość mechaniczną. Poza tym, kleje mogą zawierać substancje pomocnicze, jak rozpuszczalniki, napełniacze itp. W zależności od określonych właściwości fizycznych i chemicznych można dzielić kleje na różne grupy. Ze względu na sposób wiązania (schnięcia), rozróżnia się kleje wiążące fizycznie przez odparowanie rozpuszczalnika (kleje rozpuszczalnikowe) lub krzepnięcie stopionej masy klejowej (kleje topliwe) oraz kleje utwardzalne chemicznie – wiążące w wyniku reakcji chemicznych zachodzących pod wpływem podwyższonej temperatury (kleje termoutwardzalne) albo na skutek dodatku utwardzacza (kleje chemoutwardzalne). Zależnie od konsystencji, kleje mogą być ciekłe, plastyczne i stałe (topliwe).
ZŁĄCZA KLEJOWE – wytrzymałość mechaniczna połączeń klejowych zależy od rodzaju kleju i łączonych elementów, od typu połączenia (doczołowe, zakładkowe, nakładkowe, kątowe) oraz od wielkości i rodzaju obciążeń zewnętrznych działających na połączenie.
POWŁOKI Z TWORZYW SZTUCZNYCH – tworzywa sztuczne znalazły szerokie zastosowanie w technice nie tylko jako surowce służące do wyrobu określonych elementów konstrukcyjnych, ale również jako materiał powłokowy. Powłoki z tworzyw sztucznych stanowią bardzo skuteczne i dobre zabezpieczenie antykorozyjne, mają dobre własności izolacyjne i ślizgowe, a także w wielu przypadkach dekoracyjne. Opracowanie technologii nanoszenia powłok ochronnych z tworzyw sztucznych, szczególnie proszkowych, pozwoliło rozwiązać cały szereg problemów technicznych i uzyskać znaczne oszczędności materiałowe i finansowe.
ADHEZJA – zjawisko trwałego powierzchniowego przywierania ciała z określoną siła do powierzchni innego ciała. Rozróżnia się adhezję mechaniczną i adhezję specyficzną.
ADHEZJA MECHANICZNA – polega na przenikaniu nieutwardzonego tworzywa powłokowego w pory i nierówności powierzchniowe materiału podłoża, co po utwardzeniu polimeru daje elementy mechanicznego połączenia powłoki z pokrywanym materiałem.
ADHEZJA SPECYFICZNA – jest przejawem wzajemnego przyciągania się cząsteczek utwardzonego tworzywa i cząsteczek materiału podłoża na skutek działania sił międzycząsteczkowych, zwanych siłami van der Waalsa.
ODTŁUSZCZANIE – proces ten ma na celu usunięcie z powierzchni metalowej śladów olejów lub tłuszczów oraz zanieczyszczeń w nich zawartych. Oleje lub tłuszcze, jak i przypadkowe zanieczyszczenia mogą niekiedy utrudniać trawienie chemiczne oraz nanoszenie warstw specjalnych fosforanów zwiększających przyczepność powłoki. Odtłuszczanie należy przeprowadzać bardzo starannie, gdyż warunkuje to przyczepność nałożonej powłoki.
ODTŁUSZCZANIE ROZPUSZCZALNIKAMI CHLOROWCOWYMI – zaliczamy do nich wszelkie pochodne węglowodorów alifatycznych. Do odtłuszczania powierzchni metalowych stosuje się zazwyczaj trójchloroetylen oraz czterochloroetylen. Oba produkty, zarówno w stanie gazowym, jak i płynnym, rozpuszczają znaczną ilość substancji tłuszczowych, przy czym są one niepalne, co jest korzystne ze względów bezpieczeństwa. Dla pełnego wykorzystania właściwości tych rozpuszczalników konieczne są specjalne urządzenia umożliwiające otrzymanie kąpieli odtłuszczających w temperaturze wrzenia, tj. 87°C dla trójchloroetylenu i 119°C dla czterochloroetylenu.
ODTŁUSZCZANIE W ROZTWORACH ALKALICZNYCH – w tym celu stosuje się roztwory alkaliczne oparte na wodorotlenku sodowym, które uzupełniane są dodatkami substancji zasadowych mniej agresywnych oraz środków powierzchniowo czynnych umożliwiających zmydlanie olejów i tłuszczów. Należy przy tym zwrócić uwagę na to, że niektóre metale , np. stopy aluminiowe, ulegają zniszczeniu pod wpływem alkaliów.
OCZYSZCZANIE MECHANICZNE – tlenki znajdujące się na powierzchni są usuwane przez mechaniczne odrywanie cząsteczkami ścierniwa narzuconego z odpowiednią energią kinetyczną na oczyszczany przedmiot. Stosuje się dwa rodzaje ścierniwa: mineralne i metalowe. Jako ścierniwa mineralne używane są najczęściej piaski rzeczne, piaski kwarcowe z kamieniołomów i sztuczny korund (tlenek glinowy krystaliczny). Jako ścierniwo metalowe stosowany bywa śrut kulisty lub pryzmowy. Zalecany jest raczej śrut pryzmowy, ponieważ z uwagi na swoje działanie pozwala uzyskiwać powierzchnię dobrze zszorstkowaną , co polepsza przyczepność powłoki.
WYTRAWIANIE – ma na celu usunięcie tlenków z powierzchni oczyszczanych przedmiotów. Trawienie jest zawsze poprzedzane odtłuszczaniem, gdyż kwasy nie rozpuszczają tłuszczów. Stosowanie kwasów lub ich roztworów w celu rozpuszczenia tlenków wymaga po trawieniu płukania wodą bieżącą oraz pasywacji lub neutralizacji. Wszystkie kwasy rozpuszczają, oprócz tlenków, również metal; a zatem, aby ograniczyć to niszczące działanie bez zmniejszenia szybkości rozpuszczania tlenków, do roztworów trawiących należy dodatkowo wprowadzić odpowiednie inhibitory ograniczające niszczenie metalu. Inhibitorami są substancje organiczne, jak siarczki, niektóre produkty aminowe lub związki aminosiarkowe.
NANOSZENIE GRUNTU – przy stosowaniu organicznych powłok ochronnych przygotowanie powierzchni pod powłokę obejmuje również dla większości tworzyw sztucznych nakładanie tzw. gruntu lub międzywarstw. Ma to na celu zapewnienie dobrego połączenia warstwy ochronnej z podłożem. Rodzaje stosowanych gruntów oraz technologie ich nanoszenia związane są przede wszystkim z rodzajem tworzywa powłokowego.
POWLEKANIE PRZEZ ZANURZENIE – do powlekania tą metodą używa się najczęściej past ze zmiękczonego PCW o zwiększonej tiksotropii i lepkości poniżej 10 . W skład past z PCW wchodzą zasadniczo trzy składniki: PCW - 100% cz.wag., zmiękczacz - 10050% cz.wag., stabilizator - 12% cz.wag. Przy pastach barwiących dochodzą jeszcze pigmenty w ilości 0,2 do 1% cz.wag. plastyfikatu. W celu nałożenia powłoki przedmiot podgrzany do temperatury 100 lub 120°C należy zanurzyć powoli w wannie z plastizolem, przetrzymać ok. 2030s i następnie powoli wynurzać. Przy zetknięciu się podgrzanego przedmiotu z plastizolem następuje żelowanie warstewki tworzywa na zanurzonej powierzchni, co pozwala uzyskać warstwy o dużej przyczepności. Dalsze żelowanie uzyskanej powłoki przebiega już po wyjęciu przedmiotu z wanny i umieszczeniu w piecu w temperaturze 180190°C. Czas żelowania wynosi 3060 minut, po czym przedmiot jest wyjmowany z pieca i ochładzany. Powłokę można poddać badaniom i pomiarom po upływie 24 godzin od zakończenia operacji powlekania.
METODA FLUIDYZACYJNA – polega na wytwarzaniu z proszku polimeru zawiesiny fluidalnej, która omywając ścianki zanurzonego w niej podgrzanego przedmiotu wytwarza na nich żądaną powłokę ochronną. Zawiesinę fluidalną uzyskujemy w urządzeniu zwanym fluidyzatorem.
NATRYSKIWANIE PŁOMIENIOWE – nanoszenie powłoki tą metodą wykonuje się za pomocą specjalnych pistoletów natryskowych. Najczęściej stosuje się pistolety acetylenowo-powietrzne lub tlenowo-propanowe.
NATRYSKIWANIE ELEKTROSTATYCZNE – elektrostatyczne nanoszenie powłok z proszków polimerów prowadzi się za pomocą specjalnych pistoletów wraz z urządzeniami pomocniczymi umożliwiającymi wytworzenie odpowiedniego pola elektrostatycznego. Pełne wyposażenie stanowiska składa się z trzech zasadniczych części: generatora wysokiego napięcia prądu stałego, pistoletu oraz kabiny i zbiornika na materiał proszkowy.
NANOSZENIE ELEKTROLITYCZNE – realizuje się poprzez wytworzenie odpowiedniego potencjału elektrostatycznego pomiędzy tworzywem a pokrywanym elementem, wywołującego ruch cząstek tworzywa do powierzchni pokrywanego elementu. W upłynnionym tworzywie mającym własności elektrolitu zanurza się dwie elektrody pod napięciem. Cząstki obdarzone ładunkiem ujemnym rozpoczną ruch w kierunku elektrody dodatniej, którą stanowić powinien przedmiot powlekany. W ten sposób wykonuje się np. powłoki z alkalizowanego lateksu kauczukowego. Otrzymane tą metodą powłoki są na ogół porowate.
NANOSZENIE W BĘBNIE – realizuje się w ten sposób, że szczelny bęben wypełnia się powlekanymi przedmiotami (ok. 2/3 objętości bębna) oraz ściśle określoną ilością upłynnionego tworzywa i tak wypełniony wprawia się w powolny ruch obrotowy, podczas którego następuje pokrywanie mieszanych przedmiotów tworzywem. Po pewnym czasie bęben ogrzewa się, wskutek czego następuje takie zestalenie tworzywa, że bez obawy o sklejenie się przedmiotów można je wysypać na drucianą siatkę i umieszczając w piecu poddawać w dalszym ciągu zestaleniu naniesioną powłokę.
POWLEKANIE FORMUJĄCE – polega na wtarciu w nośnik upłynnionego tworzywa i następnie jego zestaleniu. W wyniku tego uzyskuje się materiał powlekany, składający się ze wstęgowego nośnika trwale złączonego jednostronnie lub dwustronnie z gładką powłoką tworzywa. Elementem nanoszącym tworzywo może być wał lub nóż powlekający.
ZMIĘKCZACZE – stanowią mało lotne związki organiczne, są bardzo ważnym składnikiem pasty, ponieważ określają jej płynność oraz wywierają wpływ na własności mechaniczne i fizykomechaniczne wykonanej z niej powłoki.
STABILIZATOR – jego zadaniem jest zapobieganie rozkładowi pasty podczas żelowania naniesionej powłoki, które przebiega w podwyższonej temperaturze, a także zobojętnianie powstającego chlorowodoru.
ŻELOWANIE – polega na tym, że w układzie heterogenicznym, jaki przedstawia sobą np. pasta PCW, pod wpływem temperatury zainicjowane zostają procesy, przebiegające kolejno i obok siebie, adsorpcji zmiękczacza przez ziarna polimeru i solwatacji makrocząsteczek przez zmiękczacz. Prowadzi to w konsekwencji do utworzenia jednorodnego roztworu, który przy ochłodzeniu zestala się dając jednolitą, ciągłą powłokę.
FLUIDYZATOR – uzyskuje się w nim zawiesinę fluidalną. Jest to naczynie zaopatrzone w porowate dno wykonane z porcelany filtracyjnej, porowatych spieków metalicznych, ceramicznych lub tworzywowych, bądź tkanin filtracyjnych, umożliwiających zachowanie średnicy pory d=50. Przez porowate dno wprowadza się strumień sprężonego powietrza, który porywa cząstki proszku znajdującego się w naczyniu i tworzy zawiesinę fluidalną.