Phương pháp gia công polymer: Nghiền, trộn, tạo hạt và các phương pháp chính
MỤC LỤC
Vận tốc đóng rắn, thời gian đóng rắn
Ngoài ra, thời gian đóng rắn, từ giản đồ chúng ta còn có thể xác định được thời gian hoạt hoá thh đó là thời gian mà vật liệu chưa xảy ra quá trình đóng rắn đáng kể và vận tốc đóng rắn bằng độ dốc của đoạn thẳng trên giản đồ: tgα. Theo phương pháp này, mẫu vật liệu được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định, nhưng ở thời gian khác nhau, sau đó tiến hành đo tính năng sử dụng của các mẫu này và thời gian đóng rắn sẽ là thời gian ép của mẫu có tính năng sử dụng cao nhất.
Độ co thể tích
Thực tế cho thấy áp suất gia công và thời gian lưu lại trong khuôn của các nhựa nhiệt rắn không ảnh hưởng đến độ co thể tích và hình dáng của sản phẩm, chỉ chịu ảnh hưởng của sự biến dạng gây ra do sự co thể tích xảy ra trong sản phẩm. 2, Đối với các loại nhựa nhiệt dẻo, chúng ta cần chú ý đến các thông số nhiệt như nhiệt độ chảy nhớt (Tf), nhiệt độ hoá thuỷ tinh (Tg) (đối với polymer vô định hình), nhiệt độ nóng chảy (Tm) (đối với polymer kết tinh) và nhiệt độ phân huỷ (Tph).
NGHIỀN, TRỘN, TẠO HẠT POLYMER
Trọỹn
+ Sự gia tăng nhiệt độ của khối vật liệu do nội nhiệt sinh ra do ma sát, cùng với sự gia nhiệt bên ngoài, vật liệu từ dạng rời (thường gặp đối với các loại nhựa nhiệt dẻo và nhiệt rắn), độ dẻo thấp (trường hợp cao su và nhựa) chuyển sang trạng thái liên tục có độ mềm dẻo nhất định. Trong công nghiệp cao su (công nghiệp gia công) và chất dẻo, máy cán 2 trục được sử dụng cho nhiều công việc khác nhau: sơ luyện cao su, trộn và nhựa hoá các hỗn hợp cao su và chất dẻo, cán tấm, gia công hỗ hợp nguyên liệu trước khi nhập liệu lên máy cán tráng hoặc máy đùn trục vít, nghiền mịn, loại bỏ các vật liệu sợi trong polymer như khi tái sinh.
4cos
Trọỹn trón mạy trọỹn kờn a. Cấu tạo và hoạt động
Tuy nhiên, trong vùng biến dạng mạnh mẽ nhất, tức là ở khe hở giữa đỉnh Roto và vách buồng máy, ứng suất trượt và vậ tốc trượt biến thiên ổn định hơn và toàn thể khối vật liệu đều đi qua vùng biến dạng này do sự lệch pha trong sự chyển động của 2 Roto. 3, Trong trường hợp lực hút giữa các hạt là lực hoá trị thứ cấp (các lực vandeval) và diện tích tiếp xúc giữa các hạt ít phụ thuộc kích thước hạt thì lực hút giữa các hạt sẽ không phụ thuộc kích thước hạt và hạt có kích thước lớn sẽ dễ bị phân tán hơn hạt có kích thước nhoí.
Trọỹn vaỡ nhỉỷa hoạ trón mạy õuỡn trủc vờt
Hiện tượng này là do ảnh hưởng của nhiệt sinh ra làm tăng nhiệt độ khối vật liệu, độ nhớt giảm xuống gây ảnh hưởng ngược với sự tăng ứng suất trượt khi tăng vận tốc Roto. - Khi tăng vận tốc Roto thì thời gian trộn để đạt được mức độ phân tán nào đó sẽ rút ngắn lại tuy nhiên cần phải có hệ thống giải nhiệt cho máy tốt để tránh hiệu ứng tăng nhiệt độ của khối vật liệu khi vận tốc Roto tăng.
Tảo hảt polymer
3, Sự gia tăng áp suất ở vận tốc vít không đổi cũng tăng hiệu quả trộn vì ở vận tốc vít không đổi sự gia tăng áp suất làm tăng φ và ⇒εT tăng. Điều này là do tăng áp suất ở xuất lượng không đổi đòi hỏi phải gia tăng vận tốc vít => QD gia tăng, cho nên φ tăng nhưng không nhiều như trường hợp trên.
GIA CÔNG SẢN PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÙN I. Đặc điểm
Mạy âuìn trủc vêt 1. Phán loải
Các vít đùn thường được gia công với hệ số nén ép từ 1,5/1 đến 4/1 (là tỷ số giữa thể tích của phần đầu vùng nạp liệu chia cho thể tích vùng đo lường, được xác định bằng cách chia chiều sâu rãnh vít ở 2 vùng tương ứng) để đảm bảo không khí bị loại ra hoàn toàn. Nhựa cast acrylic nóng chảy không hoàn toàn và thích hợp với đa số loại nhựa, còn PE-based compound chứa các tác nhân mài mòn cơ học và các tác nhân làm giảm sự bám của nhựa cũ và cặn bẩn trong máy đùn thích hợp với các loại nhựa olefin, styren, PVC.
Đầu tạo hình
Có nhiều quy tắc khác nhau về chiều dài của phần này: Một quy tắc cho rằng chiều dài này phải đủ lớn sao cho thời gian lưu của chất nóng chảy trong phần này với vận tốc chảy trung bình phải bằng với thời gian hồi phục. - Đối với đa số vật liệu Polymer có một giá trị ứng suất trượt tới hạn khoảng 4.105 Pa, nếu vượt quá giá trị này sẽ có những hiệu ứng xấu đối với chất lượng sản phẩm như nứt nẻ bề mặt, sản phẩm bị xoắn hay đứt đoạn.
GIA CÔNG SẢN PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÉP TRỰC TIẾP
Đặc điểm
Nói chung, phương pháp ép trực tiếp có nhiều thuận lợi hơn so với các phương pháp gia công khác khi gia công nhựa nhiệt rắn và khi kích thước sản phẩm lớn (như mâm, khung, má..). Ngoài ra, do đặc điểm vùng tạo hình được hình thành dần trong quá trình ép nên kích thước sản phẩm không chính xác (nhất là ở vùng giáp khuôn và trường hợp khuôn nhiều lỗ khuôn), và đối với sản phẩm có hình dạng phức tạp (với kết cấu khuôn phức tạp gồm nhiều đường gồ, lừi tạo hỡnh.
Ép nóng trực tiếp nhựa nhiệt rắn 1. Máy và thiết bị dùng để ép
Bản thân của vật liệu ép thường có khả năng hút ẩm lớn vfa sự hiện diện của hơi nước trong vật liệu thường đưa đến những hiệu ứng xấu đối với quá trình ép và chất lượng sản phẩm như tăng thể tích, làm cong vênh, phồng rệp sản phẩm, tính chất điện môi và bền nước giảm, chậm quá trình đóng rắn. + Do không khí bị đuổi ra khỏi vật liệu trong quá trình tạo hạt (nén ở áp suất cao) cho nên vật liệu sẽ chặt chẽ hơn, đưa đến việc truyền nhiệt hiệu quả hơn, cho phép rút ngắn thời gian đốt nóng và thời gian lưu lại của sản phẩm trong khuôn ép dưới áp suất, cũng như chu kyỡ eùp.
Gia công bằng phương pháp ép đúc
∗ Ép đúc bằng trục vít: Với mục đích tăng hiệu quả của quá trình sinh nhiệt và để tạo sự đồng nhất trong khối vật liệu tốt hơn, người ta sử dụng vít đùn để hoá dẽo và gia nhiệt khối vật liệu. Trong các phương pháp này lực đóng khuôn phải bằng hoặc lớn hơn lực ép và phải duy trì trong suốt quá trình đúc để đảm bảo khuôn luôn kín tránh nhựa chảy ra ở mặt giáp khuôn.
Cạc phỉồng phạp ẹp khạc
Tuy nhiên, đối với kết cấu và điều kiện gia công thích hợp được kiểm soát chặt chẽ phương pháp này cũng có thể dùng để gia công nhựa nhiệt rắn mà không bị đóng rắn vật liệu khi vào khuôn. - Quá trình nhựa hoá và tạo hình được thực hiện theo 2 giai đoạn riêng biệt trong những bộ phận khác nhau của máy: nhựa hoá trong xi lanh, nguyên liệu và tạo hình trong khuọn õuùc.
Phán loải mạy âục
- Lượng chất bốc và không khí vào khuôn ít do trong quá trình nhựa hoá các chất này thoát qua lớp vật liệu chưa nhựa hoá đến lỗ thoát khí thường được bố trí ở cửa nạp liệu. Công suất của máy còn được biểu thị bằng lượng nhựa có thể đun nóng đến trạng thái chảy nhớt trong xi lanh đốt nóng trong 1 đơn vị thời gian.
Cấu tạo máy đúc
Có nhiều loại vũi phun và cú cấu tạo, hỡnh dạng của vũi phun cú ảnh hưởng rừ rệt đến ỏp suất vào nhiệt độ của dòng nhựa, đồng thời có ảnh hưởng đến thời gian duy trì áp suất, nghĩa là ảnh hưởng đến chu kỳ đúc. Do khi tiến hành đúc, khuôn ép chịu tác dụng của áp lực do trục vít tạo ra gián tiếp thông qua nhựa lỏng nên cần phải có lực đóng khuôn lớn để giữ khuôn ép luôn khít trong quá trình đúc.
Đặc điểm cơ bản của quá trình nhựa hoá trong máy đúc trục vít
Sự không ổn định của vận tốc lùi của vít v(t) chủ yếu do sự biến đổi gradien áp suất, đặc biệt tại thời điểm 2 vùng nguyên liệu hoà vào nhau, tại thời điểm này có sự giảm đột ngột gradien áp suất nên v(t) tăng lên đột ngột. Tính chất không ổn định nhiệt, bên cạnh nguyên nhân chiều dài trục vít chứa nguyên liệu thay đổi, sự biến động dòng chảy trong rãnh vít còn phải kể đến việc lấy thêm vào xi lanh đang nóng 1 ượng nguyên liệu bổ sung nguội.
Các quá trình xảy ra trong khuôn đúc khi làm đầy vùng tạo hình
Như vậy, đặc điểm cơ bản của quá trình nhựa hoá nguyên liệu trong quá trình đúc dưới áp suất trong máy đúc trục vít là tích chất không ổn định của các thông số kỹ thuật của quá trình.
Các thông số kỹ thuật của quá trình đúc dưới áp suất
Đối với Polymer vô định hình dù ở nhiệt độ chảy nhớt độ nhớt cũng rất cao, cao hơn Polymer cùng loại kết tinh ở nhiệt độ nóng chảy, cho nên khi gia công Polymer vô định hình thường nhiệt độ xy lanh phải cao hơn Tf và áp suất đúc cũng cao hơn so với Polymer kết tinh. Điều kiện phải có quá trình nhựa hoá 1 vùng là cần thiết, vì nếu không thì sẽ có sự bất ổn định về khối lượng vật liệu ở đầu vít khi bắt đầu giai đoạn đúc và không khí sẽ vào khối vật liệu trước đầu vít làm cho sản phẩm bị khuyết tật, chất lượng không đồng đều.
GIA CÔNG SẢN PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH NHIỆT
- Cạc phỉồng phạp gia cọng 1. Phương pháp dập
Để có thể đạt được sự đồng đều hơn về bề dày sản phẩm, người ta dùng bộ phận kẹp sao cho tấm vật liệu trên kẹp khi chày dập tác dụng trong quá trình đóng khuôn (hạ chày), lò xo nén và lực kẹp sẽ tăng dần theo bề sâu được kéo cho đến khi tấm vật liệu bị kẹp chặt. Nhiệt độ thấp nhất là nhiệt độ mà có thể tạo được sản phẩm hộp vuông (hình hộp vuông) với các cạnh sắc góc mà không có những khuyết tật nhận thấy được bằng mắt thường và nhiệt độ cao nhất là nhiệt độ mà tấm vật liệu bắt đầu chảy vừng xuống trờn kẹp hoặc nhiệt độ mà vật liệu bị biến dạng hoặc bị chảy do phân huỷ.