Способ обработки поверхности полимерного материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19 .Я 2 680560 505 В 29 С 71/О Л.Н.Кру методы моалов, - М,: НОС нологии о ть испол 3 возскольку инертсоп- света. лектродам азряд. По заполнена ий разряд спышкой ние качестсти и повы= - (Вт) Ольса, с. газа можн тон и т.д. Ко зле ктриче ом, в зависи етрии свето ктродов, изо вы- ффиской мости проз- меняГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство ССМ 494272, кл. В 29 С 71/00, 1970Кительман В.Н. Физическиедификации полимерных материХимия, 1980, с, 112 - 113.(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к техработки поверхности и может б Изобретение относится к технологии обработки поверхности и может быть использовано в обувной промышленности при подготовке поверхностей резины к склеиванию, при подготовке автомобильных шин к вулканизации и т.д.Цель изобретения - создавенной шероховатой поверхношение производительности.На фиг.1 изображено устройство, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку,Способ осуществляют в следующей последовательности.Над обрабатываемой поверхностью 1 устанавливают светопрозрачные колбы 2 из кварцевого стекла, заполненные инертным газом с электродами 3. Для распределения светового излучения над,светопрозрачной колбой целесообразно располагать отражатель 4,. При срабатывании блока разрядных конденсаторов 5, запитываемого от источзовано в обувной промышленности при подготовке поверхностей резины к склеиванию, при подготовке автомобильных шин к вулканизации. Цель - создание качественной шероховатой поверхности резины и повышение производительности. Для этого интенсивность светового излучения выбирают в пределах от 10 до 10 Вт/см, ули 2 2 тельность импульса облучения - от 10 до 10 5 с при частоте следования импульсов до 100 Гц. При световом излучении происходит эрозия и испарение слоя обрабатываемого материала и образованная поверхность обладает развитой шероховатостью. 2 ил. ника 6 питания, междуникает электрическийсветопрозрачная колбаным газом, электричесвождается мощнойМощность вспышки где 0 - запасенная энергия в блоке разрядных конденсаторов, Дж; т - длительность импу В качестве инертного брать ксенон, аргон, крип циент преобразования энергии в световую при эт от выбранного газа, геом рачной колбы и формы эле ется от 40 до 75%.Свет, пройдя через кварцевое стекло светопрозрачной колбы 2, попадает на светопоглощающую поверхность. Излучение, попавшее на отражатель 4, также в итоге попадает на поверхность 1,Разогрев светопоглощающей поверхности можно определить из формулы а 11(2) где а- коэффициент поглощения;- интенсивность излучения, Вт/м;г,р - плотность обрабатываемой свето- поглощающей поверхности, кг/м;С - теплоемкость обрабатываемой светопоглощающей поверхности, Дж/кг, К;к - коэффициент температуропроводности,м /с,Если материал поверхности 1 выполнен пористым, то это приводит к увеличению коэффициента поглощения, к уменьшению плотности, теплоемкости. Другими словами, поверхность разогревается под действием светового импульса значительно сильнее, чемсплошная поверхность из того же материала,Оценка температурного разогрева резины (при а =0,8, длительности импульса в 8 г 10. с и энергии в 800 Дж) показывает значение в несколько тысяч градусов,Световая вспышка сопровождается сильной эрозией и испарением определенного еьоя светопоглощающего обрабатываемого материала, Образующаяся после световой вспышки поверхность обладает развитой шероховатостью, поверхность при этом не оплавлена, ее механические свойства практически не отличаются от глубинных слоев и она фактически готова к дальнейшим технологическим операциям, например, склеиванию, Обработка резины мощным световым излучением позволяет исключить операции обезжиривания поверхности, удаления влаги и т,д.П р и м е р 1. Обрабатываемая поверхность , - черная резина (а = 0,8). Свето- прозрачная колба выполнена из кварцевого стекла, межзлектродное расстояние в колбе 80 мм. Емкость разрядных конденсаторов 750 мкф, Напряжение пробоя 1800 В. Расстояние между светопоглощающей поверхностью и резиной 3 - 4 мм, Меняя емкость разрядных конденсаторов или, что удобнее, напряжение на клеммах разрядных конденсаторов можно изменять характеристики электрического разряда, а следовательно, и интенсивность (плотность потока) излучения. Уже после одиночного импульса зарегистрировано изменение шероховатости иубыль массы 410г/смг.П р и м е р 2, Светопрозрачная колба попримеру 1, Электрические характеристикиразряда аналогичны приведенным в примере1, интенсивность светового излучегния на по 5 верхности материала 10 ф Вт/см . Облучаемый материал - серая резина (а =0,5). Послепервого же импулльса зарегистрировано изменение шероховатости и убыль массы 10г/см, Общая площадь обработки - 100 смг.г10 Для реализации предложенной технологии на поверхности светопоглощающего материала необходимо создать разогрев внесколько тысяч градусов (2000 - 3000 К).формула (2) позволяет рассчитать тем 15 пературные режимы на поверхности. Этаформула не совсем точна и носит оценочныйхагоактер. При интенсивности излучения в10 Вт/см (нижний предел интенсивности)для разогрева поверхности до требуемых20 температур необходим более длительныйимпульс(около 10 г с), С ростом интенсивности излучения длительность импульса целесообразно уменьшать. Максимальнуюинтенсивность излучения в 10 Вт/см целе 25 сообразно применять при самых короткихимпульсах (около 10 5 с),Если при интенсивности излучения в10 Вт/смг выбрать длительность импульсав 10 г с, то это приведет к снятию, резины30 (большой температурный разогрев) на значительную глубину, что нежелательно,Перечисленные режимы позволяютполучать шероховатость при минимальномрасходе материала, при световой обработ 35 ке снимается незначительный слой толщиной порядка 100 - 300 мкм. Фотографияобразующейся поверхности показываетполное отсутствие разрывов в резине, которые. могут снижать прочность соединяемых40 материалов.Проведенное экспериментальное сравнение относительной прочности на разрывсоединения при механической обработке исветовой обработке показывает, что при ин 45 тенсивности излучения свыше 10 Вт /смпрочность при световой обработке выше на25-40, чем при механической обработке,При интенсивности излучения менее10 Вт/см происходит "старение" резины,г50 она становится менее прочной и характеристики получаемого соединения падают, Приинтенсивности излучения свыше 10 Вт/смразогрев поверхности существенно вышетемпературы испарения материала и на 55 блюдается режим, при котором происходитпослойное тонкое снятие поверхности материала, При длительности импульса менее-5чем 10 с необходим выход за пределы указанных режимов интенсивности светового излучения, что нетехнологично. В противном случае разогрев ниже требуемого. Увеличение длительности импульса свыше 10 с приводит к тому, что часть материала резины начинает терять свои механические свойства, Известно, что глубину прогрева 5 поверхности импульсной световой обработки можно определить какТираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 В указанных временных границах реализуется оежим поверхностного испарения резины без ухудшения его механических свойств, которое возможно при механической обработке.При частоте повторения импульсов ниже 100 Гц продукты зрозйи успевают уйти из зазора между колбой 2 и обрабатываемой поверхностью 1, Увеличение частоты повторения импульсов свыше 100 Гц может вызвать экранирование поверхности от светового импульса образующимися продуктами эрозии,Формула изобретения Способ обработки поверхности полимерного материала, при котором на поверхность воздействуют световым излучением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 10 создания качественной шероховатой поверхности резины и повышения производительности, интенсивность светового излучения выбирают в пределах 10 - 10 Вт/см, длительность импульса облучения - 15 10 - 10 с при частоте следования импульсов до 100 Гц.