В залежності від зміни властивостей при підвищенні температури пластмаси поділяються на два види: термопластичні пластмаси (термопласти) та термореактивні пластмаси (реактопласти).
Термопласти – це група матеріалів, які під дією теплоти підвищують свої пластичні властивості і переходять з твердого стану в рідкоплинний, а при охолодженні - у твердий стан і т.д.
Реактопласти – це група матеріалів, які набувають властивості рідкоплинності лише при першому нагріванні. Під дією високих температур та в результаті хімічних реакцій вони переходять у твердий стан і назавжди втрачають здатність до переходу в пластичний або рідкоплинний стан.
Реактопласти об’єднуються в клас пластмас, у яких стійкість форми (затвердіння) відбувається в результаті реакції полімеризації. Реакція полімеризації може визиватися різними факторами:
· температурою;
· хімічним реагентом (наприклад, епоксидні смоли);
· під дією світла (фотополімери);
· радіації;
· ультразвуку та ін.
На продуктивність процесів формоутворення та якість виробів з пластмас значно впливають наступні основні технологічні властивості вихідних матеріалів: плинність, швидкість затвердіння, усадка, таблетованість, ущільнювання, температура пресування, тиск пресування та ін.
Плинність – це властивість полімерного матеріалу при температурі та тиску пресування заповнювати робочу порожнину форми. Для реактопластів умовна міра плинності – довжина стержня, отримувана пресуванням в прес-формі Рашига з таблетки масою 7.5г при температурі 150ºС, тиску 29 МПа та тривалості витримки 3 хвилини. Для термопластів плинність визначається масою матеріалу, який витікає з прес-форми Рашига в секунду (мг/с) при пресуванні таблетки масою 12г при температурі 150ºС, тиску 58 МПа. Плинність безпосередньо впливає на якість виробу.
Швидкість затвердіння – це відношення часу, необхідного для переходу відпресованого матеріалу з рідкоплинного стану у твердий, до його товщини (вимірюється в хвилинах на 1мм товщини). Знаючи швидкість затвердіння даної марки матеріалу та найбільшу товщину стінки відпресованої деталі, вираховують час витримки пресованої деталі під тиском при операції пресування.
Усадкою називається відносне зменшення розмірів виробів з пластмас у порівнянні з відповідними розмірами формоутворюючої порожнини форми при температурі 20ºС. Усадка обумовлена стисненням матеріалу при охолоджуванні та збільшенні його щільності внаслідок видалення летючих компонентів. Вона обов’язково враховується при проектуванні форми.
Кількісно усадка характеризується коефіцієнтом усадки:
де а, в – відповідно розміри формоутворюючі порожнини форми та розміри виробу при температурі 20ºС.
Таблетованість – це здатність прес-матеріалу формуватися в тверду таблетку при температурі, яка нижче температури пресування деталі.
Тиск пресування – це тиск, при якому відбувається процес затвердіння прес-матеріалу в формі під тиском.
Таблиця 2.1.
№
п/п
Марка
материалу
Наповню-
вач
Питома вага
відпресованого виробу,
кг/м3
Питомий
об′єм,
дм3/кг
Таблетований
Нетаблетований
Фенопласти:
ГОСТ 5689-82
03-010-02
Органічний
1.1
2.2
І2-330-02
-//-
1.0
2.8
Сп3-342-02
-//-
1.0
2.2
Ж3-010-62
Мінеральн.
0.9
1.35
Вх2-090-69
Мінеральн. та органіч.
0.9
1.4
У1-301-07
Органічний
-
-
І3-340-65
Мінеральн.
-
-
К-114-35
-
-
Вх3-090-14
Органічний
-
-
Ж1-010-40
Мінеральн.
-
-
Ж2-040-60
Органічний та мінер.
-
-
Ж2-010-60
-
-
Амінопласти:
ГОСТ 9359-82
Класа А
Органічний
-
-
Класа В
Органічний та мінер.
-
-
АГ-4В
ГОСТ 20437-75
Скловолокно путане
-
-
АГ-4С
ГОСТ 20437-75
-
-
Коефіцієнт ущільнення прес-матеріалу
Коефіцієнт усадки
Тиск пресування, МПа
Температура пресування ,˚С
Швидкість затвердіння
хв/мм
Таблетований
Нетаблетований
Пряме пресування
Литьєве пресування
Пряме пресування
Литьєве пресування
З попереднім розігріванням
Без попереднього розігріву
З розігріванням
Без розігрівання
-
-
0.008
0.01
20-35
40-70
175-185
150-160
0.8
1.2
-
-
0.008
0.01
20-35
40-70
145-165
150-160
1.5
2.0
-
-
0.007
0.009
20-35
40-70
180-190
160-170
0.7
1.0
-
-
0.005
0.007
20-45
50-80
170-180
150-170
1.0
1.5
-
-
0.006
0.008
25-40
50-80
160-170
160-170
1.0
1.5
3.0
5.5
0.004
0.006
40-55
70-100
160-170
150-160
0.6
1.0
1.5
3.0
0.005
0.007
30-40
170-200
150-160
1.8
2.5
1.5
3.0
0.005
0.007
30±5
60-80
170±5
-
1.5-2.0
-
1.5
3.0
0.006
0.01
30±5
50-80
160-170
160-170
1.0
1.5
1.4
2.5
0.004
0.008
30±5
50-100
150-160
150-160
1.0
0.8
1.4
2.5
0.004
0.007
30±5
50-80
150-160
150-160
0.6
1.0
1.4
2.5
0.004
0.007
30±5
50-80
150-160
150-160
0.6
1.0
1.5
2.5
0.007
-
30±5
-
140±5
-
1.0
1.5
1.5
3.0
0.006
0.01
45±5
60-100
160±5
170±5
2.0
2.5
-
3.0
0.0015
-
40±5
60-80
160-170
160-170
1.5
2.5
-
3.0
0.0015
-
40±5
60-80
160-170
160-170
1.5
2.5
Із реактопластів в умовах серійного виробництва використовуються тільки термореактивні полімери. Основний метод формоутворення термопластів - це лиття під тиском та екструзія. Основний метод формоутворення виробів з термореактивних полімерів це пресування. Спільними у цих методів є наступне:
- роз’єднання прес-форми і витягання деталі (напівфабрикату) можна здійснити після здобутої стійкої форми (затвердіння) матеріалу пластмаси.
Різниця обумовлена якостями матеріалів: при литті під тиском стійкість форми термопласт набуває при охолодженні. А при пресуванні стійкість форми настає в результаті реакції полімеризації термореактивного полімеру і охолодження не потребує.
Технологічні властивості деяких марок пластмас, приведені в табл. 2.1, а також в довідниковій літературі [2, 3, 4].