∗ Ép nguội nhựa nhiệt rắn
Quá trình ép nguội được thực hiện theo 2 giai đoạn: thành hình và đĩng rắn trên 2 thiết bị khác nhau.
- Nguyên tắc gia cơng:
Vật liệu ép cĩ hàm lượng ẩm cao, thường gồm: nhựa, dầu mau khơ, chất độn và dung mơi, được chuẩn bị phối liệu ngay tại nhà máy gia cơng từng mẻ, sử dụng ngay trước khi khơ. Để cĩ độ nhớt thích hợp cho việc gia cơng thành hình, sau khi phối liệu, hỗn hợp phải được ủ trong một thời gian trước khi ép sao cho khi ép vật liệu khơng quá mềm hoặc quá cứng. Sau khi đạt được độ linh độngt hích hợp, vật liệu được cho vào khuơn ép và tiến hành ép với áp suất từ 150 ÷ 800 kg/cm2. Do vật liệu khĩ chảy lấp đầy khuơn.
Sau khi đã thành hình xong, sản phẩm được lấy khỏi khuơn và đem sấy để thực hiện việc đĩng rắn. Do khi lấy sản phẩm khỏi khuơn vật liệu ở trạng thái chưa đĩng rắn nên cần phải cẩn thận để tránh sản phẩm bị biến dạng.
Phương pháp này cĩ ưu điểm là: - Giá thành hạ
- Tránh được sự hố than và phân huỷ của nhựa. Điểm này thuận lợi cho tính chất cách nhiệt của sản phẩm.
Tuy nhiên phương pháp này cũng cĩ những nhược điểm:
- Ngoại quan khơng hấp dẫn, bề mặt sản phẩm khơng đều, khơng bĩng, màu đậm. - Cường lực kém.
- Trong quá trình bay hơi và đĩng rắn khơng thể tránh được sự cĩ rút sản phẩm, biến thiên từ 0,2 ÷ 2% và đơi khi gây ra sự cong vênh sản phẩm.
- Để cĩ sản phẩm tốt địi hỏi su thiết kế sản phẩm cẩn thận hơn so với phương pháp ép nĩng.
Do những đặc điểm này nên sản phẩm ép nguội được sử dụng nhiều trong lĩnh vực cách điện và cách nhiệt.
Ngồi lĩnh vực nhựa nhiệt rắn, phương pháp ép nguội cịn được sử dụng cho hỗn hợp các chất kết dính vơ cơ và nhựa dẽo. Đối với nhựa nhiệt dẽo, để cĩ thể gia cơng thì phải dùng dm để làm trương vật liệu, tăng độ linh động của vật liệu khi thành hình và trong quá trình đĩng rắn sẽ cĩ sự thốt dm.
Ép nĩng nhựa nhiệt dẽo:
Việc dùng phương pháp ép nĩng nhựa nhiệt dẻo thì trong trường hợp bất đắt dĩ và khi năng suất quá nhỏ đối với việc đầu tư các phương pháp gia cơng khác như đúc dưới áp suất. Nguyên do là sau khi thành hình, sản phẩm phải được làm nguội trong khuơn đến nhiệt độ thấp hơn Tg của nhựa. Mặc khác tính dẫn nhiệt của polymer kém nên quá trình này địi hỏi thời gian lớn để tránh ứng suất nội làm giảm phẩm chất của sản phẩm => Năng suất thấp. Quá trình gia cơng nhựa nhiệt dẽo bằng phương pháp ép nĩng cĩ thể tiến hành theo 2 cách:
- Ép nĩng trong khuơn nĩng - Ép nĩng trong khuơn nguội * Ép nĩng trong khuơn nĩng:
Quá trình này được chia làm 2 giai đoạn;
Giai đoạn 1: Đốt nĩng và ép: ở giai đoạn này vật liệu và khuơn được đốt nĩng đến nhiệt độ gia cơng. Nhiệt độ này phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và hình dạng sản phẩm. Sau khi đạt được nhiệt độ này, chày ép hạ xuống tạo áp suất làm cho nhựa chảy vào các chi tiết của khuơn. Thời gian này rất ngắn so với thời gian làm nguội.
Giai đoạn 2: Sau khi vật liệu đã lấp đầy vùng tạo hình sẽ tiến hành làm nguội sản phẩm trong khuơn. Thời gian làm nguội làm ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm.
Do trong quá trình gia cơng khuơn được đốt nĩng và làm nguội nên trong khuơn phải cĩ rãnh để chất tải nhiệt di chuyển trong khuơn. Để đốt nĩng, người ta thường dùng hơi nước cịn để làm nguội thì dùng nước.
Đối với các sản phẩm cĩ hình dạng đơn giản như dạng phẳng hoặc khối, quá trình đốt nĩng cĩ thể tiến hành đơn giản hơn trong khuơn nguội. Khi đĩ quá trình làm nguội xảy ra khi sản phẩm tiếp xúc với khuơn.
Thường trong phương pháp gia cơng này, vật liệu được đốt nĩng đến nhiệt độ cao hơn trường hợp dùng khuơn nĩng và thực hiện trên máy đùn trục vít. Do quá trình làm nguội ngay khi vật liệu tiếp xúc với khuơn trong quá trình nên phải sử dụng áp suất cao hơn để ép. Các thơng số gia cơng thay đổi theo khối lượng, bề dày và hình dạng sản phẩm.
Do sự co rút đáng kể của nhựa nên trong giai đoạn làm nguội của nhựa áp suất ép gia tăng lên gấp 2 ÷ 3 lần so với khi thành hình.
Bảng sau đây là một số thơng số gia cơng nhựa nhiệt dẻo bằng phương pháp ép trực tiếp:
Thơng số gia cơng Áp suất ép khi
thành hình kg/cm2
Nhiệt độ (0C) Nhiệt độ lấy sản phẩm (0C) PVC cứng PVC mềm (20% DOP) PVC mềm (40% hố dẻo DOP) PVC bền va đập PS PE bền va đập PE PP PMMA PMMA bền va đập 25 ÷ 35 20 ÷ 30 15 ÷ 25 10 ÷ 20 40 ÷ 70 50 ÷ 70 15 ÷ 30 25 ÷ 50 50 ÷ 70 50 ÷ 70 170 ÷ 180 160 ÷ 170 150 ÷ 165 150 ÷ 160 170 ÷ 180 170 ÷ 180 150 ÷ 170 200 ÷ 250 160 ÷ 180 170 ÷ 200 40 ÷ 80 40 ÷ 80 40 ÷ 80 40 ÷ 80 60 ÷ 70 60 ÷ 70 60 ÷ 80 60 ÷ 80 40 ÷ 60 40 ÷ 60
Chương VI
GIA CƠNG SẢN PHẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC DƯỚI ÁP SUẤT
I. Đặc điểm
Đúc dưới áp suất hay cịn gọi là đúc tiêm là phương pháp gia cơng chủ yếu trong cơng
nghiệp gia cơng các polymer nhiệt dẽo. Đối với nhựa nhiệt rắn phương pháp này ít sử dụng
hơn. Tuy nhiên, đối với kết cấu và điều kiện gia cơng thích hợp được kiểm sốt chặt chẽ
phương pháp này cũng cĩ thể dùng để gia cơng nhựa nhiệt rắn mà khơng bị đĩng rắn vật
liệu khi vào khuơn.
- Phương pháp này thuộc nhĩm 1 trong cách phân nhĩm theo trạng thái vật liệu và điều kiện gia cơng.
- Hoạt động gián đoạn.
- Sản phẩm cĩ kích thước chính xác theo 3 chiều vì được tạo hình trong khuơn kín. - Quá trình nhựa hố và tạo hình được thực hiện theo 2 giai đoạn riêng biệt trong
những bộ phận khác nhau của máy: nhựa hố trong xi lanh, nguyên liệu và tạo hình trong khuơn đúc.
- Quá trình tạo hình chỉ tiến hành sau khi đã khép kín 2 nữa khuơn lại với nhau,
- Tuỳ theo loại nguyên liệu đúc, chế độ nhiệt độ của khuơn đúc khác nhau. Đối với loại nhiệt dẽo, nhiệt độ khuơn thấp hơn nhiệt đơ nhựẵ lỏng. Đối với nhựa nhiệt rắn thì nhiệt độ khuơn cao hơn nhiệt độ nhựa lỏng.
- Khi vùng tạo hình của khuơn đã được lấp đầy nguyên liệu thì khuơn mới chịu tác dụng của lực piston đúc gián tiếp qua nhựa lỏng.
- Năng suất của phương pháp đúc dưới áp suất cao. Tuỳ theo kích thước của sản phẩm, chu kỳ cĩ thể từ mấy giây đến mấy chục phút.
- Tiết kiệm được nhiều nguyên liệu, đồng thời cơng đoạn hồn tất cũng ít tốn thời gian. - Khơng ổn định nhiệt độ và áp suất. Đây là 1 đặc điểm khơng thuận lợi của phương
pháp và chất lượng sản phẩm cũng chịu ảnh hưởng rất lớn đặc điểm này.
