Plastics_6_2012

ТЕМА НОМЕРА /ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ П Л А С Т И К С № 6 ( 1 1 2 ) 2 0 1 2 w w w . p l a s t i c s . r u 30 — прецизионную гидросистему, обеспе- чивающую дозирование и впрыск газа в ма- териальный цилиндр; — запорный клапан, через который газ впрыскивается в цилиндр; — систему управления, необходимую для управления всем комплексом автоматики и расчетов требуемых параметров впрыскивае- мого газа. Газ из источника поступает в специальную аппаратуру, где доводится до субкритическо- го состояния — пограничного состояния между жидкой и газообразной фракциями. Аппаратура измеряет давление и темпера- туру газа, получает от контроллера станка задаваемые технологические параметры и на основе всего поступающего комплекса данных формирует сигнал на блок пропор- циональной гидравлики осуществить впрыск строго определенного количества газа. Во время набора материала через газовый клапан материального цилиндра осущест- вляется впрыск газа. Газ в субкритическом состоянии поступает в расплав полимера, перемешиваясь с ним при вращении шнека. Затем газополимерная смесь проходит через передний клапаншнека и накапливается пе- ред шнеком. Очень важным условиемMCF- процесса является качественное и равномер- ное растворение газа в расплаве полимера, поэтому к смешивающим свойствам шнека предъявляются высокие требования. Материальный цилиндр шнека должен быть обязательно укомплектован запирае- мым соплом. Повышенное давление в ма- териальном цилиндре при наборе материала создается благодаря усовершенствованной и более точной системе управления противо- давлением. Наличие повышенного давления внутри материального цилиндра во время набора материала и поддержание этого дав- ления вплоть до момента начала впрыска яв- ляется одним из ключевых условий работы MCF. Система контроля противодавления при наборе дозы должна обеспечивать вы- сокую точность работы, а само противодав- ление — иметь большую величину. Также система противодавления должна обеспечи- вать надежнуюфиксацию положения шнека после окончания набора дозы. Задний клапан шнека препятствует про- хождению впрыснутого газа в заднюю часть материального цилиндра и выходу его че- рез загрузочное отверстие в атмосферу. За- пираемое сопло предотвращает вытекание газополимерной смеси. Это в данном слу- чае очень важно, потому что смесь должна находиться под давлением, чтобы не до- пустить преждевременного формирования ячеек в расплаве внутри материального цилиндра. Вот почему к системе противодавления предъявляются повышенные требования, и поэтому же необходимо применение за- пираемого сопла. Во время впрыска газо- полимерная смесь устремляется в форму. Давление в смеси при этом падает, так как форма не заполнена. При падении давле- ния в газополимерной смеси начинают ра- сти микроячейки, и в полимере развивается пористая структура. По мере продвижения расплава внутри формы и пока полимер находится в форме в еще расплавленном состоянии, рост ми- кроячеек продолжается, и заканчивается он при застывании расплава. Так формируется ячеистая структура изделия (рис. 2). Преимущества и ограничения Главное преимущество, которое дает ис- пользование технологии микроячеистого вспенивания, заключается в снижении веса продукции при сохранении необходимых прочностных характеристик. Это достига- ется за счет пористой структуры изделия, а поры — это не что иное, как микропустоты, размер которых составляет 10-15 микрон. Стенки пор при этом работают подобно пространственной ферме, придавая изделию требуемую прочность. В самом деле, если обратить внимание на конструкцию мостов, башен, кранов, не- трудно заметить, что подобные сооружения чаще всего не монолитны, а представляют собой жесткую пространственную ферму, что существенно снижает их вес при сохра- нении несущих характеристик конструкции. И хотя пластиковые изделия неизмеримо легче данных сооружений, они являются массовой продукцией, а даже незначитель- Рост размеров ячеек Получение гомогенизированного расплава Равномерное образование ячеек в объеме расплава Рисунок 2. Стадии микроячеистого вспенивания Фото SPE Automotive Division