Способ получения полимерных ориентированных полых изделий из полиолефина или поливинилхлорида

720896 1Изобретение относится к технологии формования пластических материалов обработкой предварительно сфор- мованных заготовок, в частности к способам изготовления ориентированных 5 полимерных изделий, которые применяются в электротехнике, радиотехнике, электронике и технике связи для электрической изоляции, а также в газовой, химической, нефтехимической 1 О и других отраслях промышленности для герметизации и упаковки. Известен способ изготовления ориентированных трубок из термопластич ных материалов, включающий их струк, турйрование, нагрев, ориентацию путем раздува и охлаждение Я .По этому способу охлаждение изделий, исходя из принятой последовательности технологических операций,осуществляют после раздува заготовки.В результате этого напряжения, создаваемые в полимерном материале и оп-ределяющие эффективность последующей 25термоусадки, значительно релаксируют,Таким образом, изделия, изготавливаемые по этому способу, обладаютсравнительно низкой эффективностьютермоусадки.Наиболее близкий к изобретениюспособ получения полимерных,ориентированных изделий, например, из позлиолефина или поливинилхлорида кон-,векцйонным нагревом до температурытекучести полимера предварительно.сформованных заготовок, ориентациейи поверхностньщ охлаждением для фиксеиии фарии изделия 22, По этоиуспособу охлаждение изделий мажет начинаться в процессе их ориентации,40Возможность охлаждения изделия впроцессе его ориентации повышаетуровень остаточных напряжений, создаваемых в полимере при ориентации, иповышает эффективность последующей45термоусадки изделий по сравнению сэтий показателем изделий, полученныхпо предыдущему способу, Однако и вэтом сл.чае фактическая эффективностьтермоусадки изделий, полученных попрототипу, ниже достигаемой теоретически, исходя из температурно-временных параметров термоориентации поли"мерных изделий55Цель изобретения - повышение термоусадки ориентированных полимерных изделий,2Цель достигается тем, что заготдвки нагревают до температуры на 15-20 выше температуры текучести полимера, затем охлаждают до состояния, при котором максимум кривой распределения температуры по толщине заготовки расположен от охлаждаемой поверхности на расстоянии 0,1- 0,8 толщины заготовки, после чего начинают ориентацию,На фиг. 1 показан график зависи-,мости скорости термоусадки (в относительных единицах) от .температурыусадки для трубок из полиэтиленавысокой плотности, изготовленных поспособу-прототипу (кривая 1) и попредлагаемому способу (кривая 2);на фиг. 2 - график той же зависимости для трубок из полиэтилена низкой плотности, изготовленных по способу-прототипу (кривая 3) и попредлагаемому способу (кривые 4-8);на фиг, 3 - график зависимостей скорости термоусадки от температуры.усадки для трубок из поливинилхлорида, изготовленных по способу-прототипу (кривая 9) и по предлагаемому(кривая 10), и для трубок из сополимера этилена с пропиленом, изготовленных по способу-прототипу (кривая11) и по предлагаемому способу (кривая 12),Технология способа состоит в1следующем, С устройства для подачисформованную заготовку, напримертрубку из термопласта, направляют в нагревающий калибр, где нагрева-ют до температуры на ее поверхности,соприкасающейся с поверхностью калибра или непосредственно контактирующей с жидким или газообразнымтеплоносителем, на 15-20 вьппе температуры течения полимера, При дальнейшем продвижении трубка попадает вохлаждающий калибр, где происходитее охлаждение со стороны поверхности контактирующей с калибром (теплоносителем). Длину охлаждающего калибра (зоны охлаждения) и скоростьтранспортирования изделия выбираюттаким образам, чтобы поверхностьизделия, контактирующую с охлаждающим калибром, охладить приблизительно до температуры течения полимера. Из охлаждающего калибра трубкуподают в формующий калибр, в которомпроисходит термоориентация трубкипутем раздува и охлаждение ее до3 7208 температуры, достаточной для Фикса- " ции формы трубки, осуществляемое за счет отвода тепла через соприкасающуюсяс трубкой поверхность калибра (теплоносителя). При этом трубка расширяется и принимает размеры формующего калибра, Раздув трубки производят под действием вакуума и/или под воздействием внутреннего давления, подаваемого от устройства для 1 О поддува. По выходе из Формующего калибра трубка поступает на прием" ный барабан.Распределение температуры по тол-щине изделия определяют либо непосредственным измерением температуры на специально изготовленном макете изделия с помощью термодатчиков, раСположенных на различном расстоянии по толщине макета, либо расчет О ным путем, исходя из температуры: поверхности изделия при входе его в охлаждающий калибр и выходе из него.Регулирование положения максимума кривой распределения температуры по " 25 толщине изделия осуществляютподбором скорости транспортирования изделия, температуры нагревающего калибра, длины охлаждающего калибра и температуры охлаждающихжидкости или ЗО газа (калибра).Ниже приведены примеры осуществле ния предлагаемого способа. 96 4этого трубку направляют в формующий калибр, где ее раздувают под действи.ем избыточного давления 1,2-0,1 ати и охлаждают для Фиксации формы. Скорость транспортирования трубки 14 м/мин при длине охлаждающего калибра 1,5 м. П р и м е р 3. Трубку с наружнымдиаметром 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии, описанной в примере 2, При этом температура нагревающего калибра 190+5 С, т.е. на 18% выше температуры текучести полимера, температура наружной поверхности трубки по выходе охлаждающего калибра 160-5 С, скоростьо транспортирования трубки 10 м/мин, а длина охлаждающего калйбра 1 мП р и м е р 4. Трубку с наружным диаметром 2,мм и толщиной стенки 0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии, описанной в примере 2, При этом температура нагревающего калибра 185-5 С,+ ф т,е. на 157 выше температуры текучести полимера, температура наруж- ной поверхности трубки по выходеиз охлаждающего калибра 160-5 С,о скорость трансйортирования трубки 13 м/мин, а длина охлаждающего калибра 1,5 м.П р и м е р 5, Трубку с наружнымП р и м е р 1. Трубку с наружным диаметром 4 мм и толщиной стенки 35 ,0,7 мм из полиэтилена высокой плотности подают в нагревающий калибр, имеющий температуру 210+5 С, т,е, на 207. выше температуры текучестй полимера, а затем в охлаждающий калибр, 40 где трубку охлаждают с поверхности до температуры 180-5 С, После этоого трубку направляют в формующий калибр, где ее раздувают под действиемизбыточного давления 1,5+0,1 ати и. 45 охлаждают для фиксации формы. Скорость транспортирования трубки 6 м/мин при длине охлаждающего калибра 1 м.П р и м е р 2, Трубку с наружньм 5 О диаметром 2 мм и толщиной стенки,.0,6 мм из полиэтилена низкой плотности подают в нагревающий калибр, имеющий температуру 185+5 С, т.е, на 157 выше температуры текучестипо- " 55 лимера, а затем в охлаждающий калибр, где трубку охлаждают с поверхности до температуры 1605 С, После диаметром 2 мм и толщиной стенки0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии, описанной в примере 2, При этом температура нагревающего калибра 185-5 С,+ от,е, на 153 вьппе температуры текучести полимера, температура наружной/поверхности трубки по выходе из охлаждающего калибра 160-5 С, скорость,отранспортирования трубки 12 м/мин,а длина охлаждающего калибра 1,5 м,П р и м е р 6. Трубку с наружнымдиаметром 2 мм и толщиной стенки0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии,описанной в примере 2, При этом температура нагревающего калибра 1901о+5 С, т.е. на 187. выше температурытекучести полимера, температура наружной поверхности трубки по выходе из охлаждающего калибра 1605 С,скорость транспортирования трубки11 м/мин, а длина охлаждающего калибра 1,3 м,720896 5П р и м е р. 7, Трубку с наружным диаметром 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм :из поливинилхлорида подают в нагревающий калибр, имеющий температуру155 ф 5 С, т.е. на 207 выше температуры 5текучести полиМера, а затем в охлаждающий калибр, где трубку охлаждают сф о поверхности до температуры 130-5 С. После этого трубку направляют в формующий калибр, где ее раздувают под 10 действием избыточного давления1,00,1 ати и охлаждают для фиксации формы, Скорость транспортирования трубки 10 м/мин при длине охлаждающего калибра 1,5 м. 15П р И М е р 8, Трубку с наружнЫмдиаметром 2 мм и толщиной стенки 0,6 ми из сопобимера этилена с пропиЛеном (содержание пропиленовых звейьев 7 М) обрабатывают по техно логии, описанной в примере 2. При этом температура нагревающего калибра 2005 С, т,е, на 197 вьппе температуры текучести полимера, температура наружной поверхности трубки 25 но выходе из охлаждающего калибра 1705 С, скорость транспортирования трубки 5 м/мин, а длина охлаждающего калибра.Как следует из фиг. 1, где кри вая 2 соответствует характеристикам, трубок, полученных по примеру 1, предлагаемый способ позволяетполучить ориентированную трубку, эффективность термоусадки которой щййьйает аналогичную характеристику трубки, изготовленной по способу- прототипу (кривая 1): температура начала усадки несколько снижается, а скорость усадки несколько возрас- - 40 тает во всем температурном диапазоне,Из фиг, 2, где кривые 4-8 изображают соответствующие характеристики трУбок, изготовленных по предлагае-мому способу при режимах, описанных в примерах 2-6, в которых подбором температурно-временных параметров нагрева и охлаждения трубок перед ориентацией обеспечивают сдвиг макси ,мума кривой распределения тейпературы по толщине стенки трубки от ее наружной поверхности на расстояние, равное соответственно 0,1; 0,8;0,2; 0,5,и 0,7 толщины стенки трубки, следует, что оптимальные свойства получают при сдвиге максимума кривой распределения температуры по толщине стенки трубки от ее наружной поверхности на расстояние, равное 0,2-0,7 толщины стенки трубки. В то же время трубки, изготовленные по предлагаемому способу, независимоот расположения максимума кривой распределения температуры по толщине стенки трубки превосходят по своим термоусаживаемым свойствам аналогичные характеристики трубок, изготовленных по способу-прототипу (кривая 3).Из фиг. 3, где кривые 10 и 12 соответствуют характеристикам трубок, полученных по примерам 7 и 8, следу ет, что эффективность термоусадки ориентированных трубок, изготовлен- ных из поливйнилхлорида и сополимера этилена.с пропипеном по предлагаемому способу, вьппе аналогичной характеристики трубок, изготовленных из тех же полимеров по способу-прототипу (кривые 9 и 11). Таким образом, предлагаемьйспособ позволяет получать ориентированные полимерные изделия, обладающие более высокими, термоусаживае- мыми свойствами по сравнению с этим показателем изделий, полученных по известному способу.