Справочная информация.
Различные операции с полимерными материалами могут быть характерны для всего технологического оборудования (одно- и двухшнековые экструдеры — https://ok-stanok.ru/shop/310-ekstruderyi-dlya-polimerov, смесители периодического действия, валковые мельницы, каландры); их можно описать набором элементарных этапов подготовки полимера к формованию. Эти шаги могут включать все или некоторые из следующих операций модуля:
— работа с твердыми частицами (упаковка частиц, агломерация, гравитационный поток, уплотнение и др.);
— плавление или размягчение при нагревании; это этап, определяющий скорость обработки полимера, и он зависит от тепловых и физических свойств полимера (Tg, Tm, температура разложения, вязкость и другие);
— герметизация и откачка; перемещение и транспортировка расплава на операцию формования во многом зависит от реологических характеристик полимера;
— смешивание для гомогенизации расплава или диспергирования добавок;
— удаление летучих веществ и удаление остаточных мономеров, растворителей, загрязняющих веществ.
Общей целью вышеупомянутых операций является доставка термопластов или сшиваемых термореактивных материалов в деформируемом текучем состоянии, которое позволит им формовать с помощью штампа или пресс-формы; Затем следует отверждение путем охлаждения ниже Tg или Tm (термопласты) или химической реакцией (термореактивные материалы).
Формовочные операции, во время которых происходит «структурирование» (развитие морфологии, ориентация молекул для изменения и улучшения физических и механических свойств), включают следующие:
— формование штампов (прядение волокна, листовая и плоская пленка, экструзия труб и трубчатая экструзионная пленка, покрытие проводов и кабелей, экструзия профилей);
— формование и литье (литье под давлением, компрессионное формование, трансферное формование, литье мономеров или материалов с низким молекулярным весом, полимеризация на месте);
— вторичное формование (термоформование, выдувание, выдувание пленки, холодное формование);
— каландрирование и нанесение покрытий (нож, рулон);
— покрытие пресс-формы для полых изделий (нанесение покрытия погружением, формование с мокрым эффектом, порошковое покрытие, ротационное формование).
Будущего технолога полимеров все чаще просят определить или спрогнозировать сложные взаимосвязи между технологическим оборудованием / условиями процесса, микро- или макроструктурой, развивающейся после операции формования, и воздействием этих факторов на конечные свойства изготовленной детали. Понимание инженерных принципов (перенос, смешение, механика твердого тела, реология), физики полимеров и химии полимеров является необходимостью для выполнения этой задачи. Ожидается, что доступность улучшенного программного обеспечения для автоматизированного проектирования пресс-форм или шнеков, моделирования заполнения полости, расчетов расхода, моделирования процессов и растущая доступность многокомпонентных полимерных систем, таких как смеси, сплавы и композиты, будут продолжать расширяться, эта отрасль производства будет только расти.