Способ изготовления прутковых изделий из компонора

19) 61 СВИДЕ АВТОРС ЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС 1) 4910357/052) 12.02.91) З 0.1 г 9 З Бют М 48-471) Донецкий физико-технический институт АНССР2) Белошенко ВА Слободина В.ГГринев ВГрут Э.В.) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТКОВЫХДЕЛИЯ ИЗ КОМПОНОРА7) Назначение: переработка пластиков с увеенной производительностью процесса и сниже(11) 1839148 А 1 ЗУС 47 54 ем энергоемкости с реализацией способа на серийно выпускаемом оборудовании Сущность изобретения: перед экструзией из порошка компонора формуют при комнатной температуре заготовки в виде цилиндров, которые нагревают в печи до температуры 0,94 - 096 температуры его плавления. Затем подвергают экструзии в обогреваемом контейнере через матрицу, нагретую до этой же температуры со степенью вытяжки. Л=4-7. 2 табл, 1 ил.Изобретение относится к обработкепластиков, в частности формованию полимеров в твердом состоянии экструзией, иможет применяться для получения прутковцх изделий круглого и фасонного профиля, 5предназначенных для испбльэования в различных областях техники.Компонор - новый композиционный материал на основе полиэтилена низкого давления (сверхвысокомолекулярногополиэтилена) и минеральных дисперсныхнаполнителей (каолина, туфа, кальцита, известковой муки, природного тонкоизмельченного мела). Содержание наполнителя вкомпозициях может составлять до 60,Наиболее близкой к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является схема переработкип олимеризационно-наполненного сверхмолекулярного полиэтилена (компонора) 20путем экструзии. Ее осуществляют следующим образом Порошковый материал, засыпанный и подпрессованный в экструдере,проходя зону плавления и зону кристаллизации, деформируется через канал матрицы.Недостатками данного способа являются его низкая технологичность, сравнительно невысокая производительность ивысокая энергоемкость в связи с необходимостью плавления заготовки, Для установокэтого типа наблюдается сильно выраженнаязависимость длинц канала экструдера отдиаметра готового изделия, приводящая кбольшим габаритам устройства. В связи с 35высокой вязкостью расплавленного материала имеют место значительные усилия вы-.давливания, ограничивающие возможностизкструдера и требующие создания специального сложного оборудования.40Целью изобретения являе увеличение производительности проц. .а, снижение энергоемкости и реализация способа насерийно выпускаемом оборудовании,Поставленная цель достигается тем, что 45в способе изготовления прутковых изделийиз компонора, при котором изготовляют изделия из порошка компонора путем плунжерной экструзии через матрицу, согласноизобретения перед экструзией из порошка 50компонора формируют при комнатной температуре заготовки в виде цилиндров, которые нагревают в печи до температуры,равной 0,94-0,96 температурыего плавления, а затем подвергают экструзии в обогреваемом контейнере через матрицу,нагретую до той же температуры со степенью вытяжки А 4-7.Устройство для осуществления способаприведено на чертеже,Способ осуществляется следующим образом,Предварительно из порошка компонора компактируют нужные по размерам (диаметр, длина) цилиндрические заготовки, которые затем нагревают в печи до температуры, равной 0,94 - 0,96 температуры плавления материала, и подвергают экструзии в обогреваемом контейнере высокого давления 1 через матрицу 2, нагретую до э 1 ой же температуры со степенью вытяжки Л= 4-7, при помощи плунжера 3,П р и м е р. Изготавливали изделие из комПонора на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, содержащего 25 мас., каолина (компонор 3 - 6-3). Для других марок компонора характер полученных зависимостей механических свойств от условий эксперймента аналогичен,Установлено, что на конечные свойства компонора влияют температура экструзии Тз и степень вцтяжки 1 Получены зависимости механических свойств от этих параметров процесса, Влияние Тэ изучалось при А = "2,.В табл. 1 представлены данные испытаний на сжатие для Тэ - 373, 383 и.393 К.Видно, что прочностные свойства компонора возрастают с повышением температуры, Повышение Тэ до 403 К, близкой к температуре плавления материала (408 К), приводит к прилипанию заготовок к стенкам контейнера, что влечет за собой возрастание усилия выдавливания, а также гглохое качество поверхности экструдатов (наплывы, неровности). Поэтому оптимальными температурами процесса для исследуемого материала выбраны Тэ = 383,393 К.В табл. 2 приведены результаты исследований влияния степени вытяжки на характеристики компонора для Тэ = 293 КС ростом степени вытяжки до А" 5 наблюдается существенное увеличение упругих и прочностных свойств, При 1 = 8 - 9 происходит растрескивание и расслаивание экструдатов, поэтому наиболее благоприятным представляется режим выдавливания с вытяжками А - 4 - 7, при которых получены образцы с хорошей гладкой поверхностью, высоким уровнем упругих и Прочностных свойств при удовлетворительной пластичности. Сравнивая свойства зкструдатов компокора, полученных по предлагаемому способу переработки, с традиционным способом - спеканием под давлением, видим, что предлагаемый способ формования компонора позволяет существенно повысить модуль2645 3045 3170 4000 32 41 50 63 11 17 14 10 394 431 507 570 28 31 41 40 12 11 10 9 В то ко че ,Фре,ругости и прочность рассматриваемоголимера. Доказательством преимущества в части стижения цели предлагаемого способа реработки по сравнению с ближайшим. хническим решением может служить ряд кторов:. получение прутков достигается без стаи расплавления, что снижает.энергоемсть процесса, при этом имеет место сокий уровень прочностных свойств полера;разделение процесса переработки пошка на три отдельных стадии (компактивание, нагрев заготовок, экструзия) лает его гибким и позволяет предвательно подготовить большую партию Формула изобретен и я СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРУТКО 1 Х ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОНОРА, при коом изготовляют изделия из порошка понора путем плунжерной экструзии еэ матрицу, отличающийся тем, что, с ью повышения производительности цесса, снижения его энергоемкости и лизации способа на серийно выпускаезаготовок; производительность экструдирования заготовок составляет не менее ЗО м/ч, что в несколько раз выше по сравнению с ближайшим техническим решением;5 увеличение диаметра изделий не сопровождается увеличением длины зкструдера как в ближайшем техническом решении;способ может быть реализован на серийно выпускаемом оборудовании (пресса, 10 печи) и требует изготовления простой оснастки (пресс-форма, контейнер, матрица, нлунжер).(56) Славнов Е.В. Процессы переработки 15 термопластов и композиций в расплаве итвердой фазе в условиях газогидродинамической смазки. Автореферат диссертации д,т.н, М, ИХФ АН СССР, 1990 мом оборудовании, перед экструзией сначала из порошка компонора формуют при комнатной температуре заготовки в виде цилиндров, которые нагревают в печи дотемпературы 0,94 - 0,96 температуры егоплавления, а затем заготовки подвергают экструзии в обогреваемом контейнере че. Рез нагретую до этой же температуры мат Риму со степенью вытяжки 1=4 - 7.