Как се произвеждат термопластите: Моментна снимка на производствените методи

Термопластмасите са един от най-широко използваните видове пластмаси днес поради тяхната гъвкавост и рентабилност. Те могат лесно да бъдат преформатирани и преформовани многократно чрез нагряване и охлаждане. Това ги прави идеални за различни производствени приложения.

Има няколко ключови процеса, използвани за производството на термопласти в индустриален мащаб. Основните са екструзия, леене под налягане, формоване чрез раздуване и термоформоване. Точният използван процес зависи от вида на пластмасовата смола и желаната форма и свойства на крайния продукт.

Тази статия ще даде цялостно въведение в термопластмасите и как се произвеждат.

Състав на термопласти

Когато мислите за термопласти, вие гледате свят, в който простите молекули образуват сложни структури. Тези материали са от съществено значение във всичко - от опаковки до автомобилни части.

Основи на полимера

Термопластичните започват с мономери, малки молекули, които се свързват като верига. При нагряване в процес, наречен полимеризация, тези мономери създават полимерни вериги. Представете си го като влак, в който всеки вагон е мономер, а целият влак е полимер.

• Полиетилен (PE): Често се използва за пластмасови торбички, това е нещо като дете на плаката за термопластмаси.
• Поливинилхлорид (PVC): Тръбите и рамките на прозорците обикновено получават своята здравина от PVC.
• Полистирен (PS): Помислете за опаковки и чаши за кафе за еднократна употреба, това е вашият полистирол на работа.
• Найлон (полиамид): Не е само за чорапи – зъбните колела и кабелните връзки също се нуждаят от здравината на найлон.
• Полипропилен (PP): Предназначен за контейнери и автомобилни части, PP е известен със своята гъвкавост.
• Поликарбонат (PC): Вашите очила може да използват компютър за това ясно, но трудно качество.

Видове термопласти

Някои често срещани примери за термореактивни пластмаси включват:

• Епоксидна смола – използва се в покрития, лепила, композити
• Полиестерна смола – използва се в композити от фибростъкло
• Фенолни смоли – използвани в лепила, покрития, електрически компоненти
• Меламин формалдехид – използва се в съдове за хранене, ламинати, дъски за сухо изтриване
• Урея формалдехид – използва се в електрически фитинги, лепила
• Силикон – използва се за уплътнения, гарнитури, покрития

Добавки и модификатори

Понякога термопластите се нуждаят от малко тласък. Ето къде добавки и модификатори влизат в игра.

• Пълнители: Те могат да подсилят силата, без да разбиват банката.
• Стабилизатори: Вашите външни мебели остават здрави на слънце благодарение на UV стабилизаторите.
• Пластификатори: PVC получава своята гъвкавост от тях, което го прави чудесен за кабели или синтетична кожа.

Мислете за добавките като за тайните подправки, които готвачите използват, за да усъвършенстват своите ястия; те настройват фино свойствата на вашите пластмаси.

Процеси на производство на термопласти

Когато разглеждате как термопластичните пластмаси се оживяват, ще се натъкнете на няколко ключови техники. Всички те започват със суров пластмасов материал, обикновено под формата на смоли, които след това се трансформират в различни продукти с помощта на топлина и налягане. Нека разгледаме някои от най-популярните методи.

Инжекционно формоване

в леене под налягане, вашите пластмасови гранули се разтопяват и след това се инжектират във форма под високо налягане. Това е начин за производство на огромна гама от артикули, от автомобилни части до контейнери. Истинската работа тук е формата - супер прецизна, често сложна и малко скъпа. Но след като инвестирате в него, можете да изпомпвате тонове части с постоянно качество.

Екструзия

Екструзия е като изстискване на паста за зъби от туба, но много по-гореща и с пластмаса. Той непрекъснато избутва разтопената пластмаса през матрица, за да я оформи в дълги тръби, пръти или листове. Екструзията е по-скоро за дълги, непрекъснати форми, така че ако това е, от което се нуждаете, обикновено е по-рентабилно от леенето под налягане.

Термоформоване

с термоформоване, нагрявате пластмасов лист, докато стане гъвкав, след което го поставяте върху калъп. Вакуумът изсмуква въздуха, карайки листа да прегръща матрицата плътно. Не е толкова ориентиран към детайлите като шприцоването, но е чудесен за по-големи, по-тънки артикули като чаши или тави за еднократна употреба.

3D печат

И да не забравяме 3D печат. Вие основно поставяте слоеве от разтопена пластмаса според цифров модел, създавайки сложни форми, с които други методи не могат да се справят. Не е толкова бързо, колкото леенето под налягане или екструдирането за масово производство, но за прототипи или поръчкови части, това е промяна на играта.

Издухване

Термопластичните тръби се екструдират и след това се захващат във форма, докато са все още горещи и меки. Сгъстен въздух се вдухва в тръбата, надува я, за да приеме формата на формата. Използва се за направата на кухи пластмасови контейнери и части като бутилки, резервоари и др. 

Каландриране

Термопластичните листове се произвеждат чрез изстискване на разтопена пластмаса между големи ролки, за да се образуват еднакви листове. Използва се за производство на PVC подови настилки, пластмасови фолиа и др. 

Свойства и производителност

Предстои ви да се запознаете отблизо със свойствата, които правят термопластмасите предпочитан материал в различни индустрии. Независимо дали става въпрос за тяхната гъвкавост или издръжливост, тези материали са свързани с първокласни характеристики.

Физични и механични свойства

Термопластите се отличават с широка гама от физични и механични свойства които могат да бъдат или аморфни, или кристални по структура, което влияе върху тяхната работа. Аморфните термопласти са известни с това, че са по-гъвкави и по-малко чупливи, докато кристалните типове обикновено предлагат по-висока якост и устойчивост на топлина. Повечето са известни със своите лек природа, съчетана със значителна механична здравина. The температура на встъкляване е ключово число, за което трябва да внимавате - то ви казва кога материалът ще омекне при нагряване, което говори много за сценариите на неговата употреба.

Термична и химическа устойчивост

Тези материали не са просто здрави; те имат да окажат сериозна съпротива. Термична стабилност е отличителен белег на термопластмасите, което означава, че те могат да запазят свойствата си в широк температурен диапазон, от хладни стайни температури нагоре. Точният диапазон обаче зависи от конкретния полимер. Тяхната химическа устойчивост ги прави хит в среди, където са изложени на химикали, които могат да разграждат други материали. Тази устойчивост обаче може да варира в зависимост от структурата на полимера - аморфна или кристална - така че ще искате да изберете разумно в зависимост от вида на околната среда, пред която ще се изправи вашият материал.

Якост на удар и опън

The устойчивост на удар на термопласти може да бъде забележително висока. Освен това техните якост на опън— колко сила могат да издържат, преди да се счупят — не е повод за присмех със стойности като 333 MPa в някои подсилени с влакна термопластични композити.

Приложения в различни индустрии

Термопластмасите са си проправили път в почти всяко кътче и пролука на съвременното производство. Те са супер гъвкави, така че ще ги забележите в куп различни индустрии. Нека да разгледаме някои специфични сектори, където термопластмасите вършат своето.

Строителство и тръбопроводи

Имате тръби за полагане, а термопластмасите са вашият избор. PVC и ABS са звезди в тази игра – достъпни и лесни за инсталиране, те съставляват вътрешностите на много водопроводни системи. Те са устойчиви на вода, химикали и корозия като шампиони, поради което са навсякъде във вашия дом и офис.

Автомобилна и космическа индустрия

В света на автомобилите всичко се свежда до това да направим нещата по-леки и по-икономични. Термопластмасите са невъзпятите герои тук, помагайки за намаляване на теглото, без да се пести от производителността. Помислете за всичко - от таблото до горивопровода. Дори в космическото пространство тези материали са голяма работа поради подобни причини - по-леките самолети означават по-малко гориво и по-голяма ефективност.

Медицинско оборудване

Когато става дума за медицинско оборудване, искате материали, които са чисти и безопасни. Термопластичните пластмаси отново идват на помощ, тъй като се използват в много стоки за еднократна употреба – като спринцовки и сакове за кръв. 

Решения за опаковане

Разгледайте всеки рафт в супермаркета и ще разберете защо термопластмасите са царете на опаковките. Освен това можете да ги оформите във всякаква форма или размер – удобно.

Устойчивост и възможност за рециклиране

Когато имате работа с термопласти, устойчивостта е голяма работа. Трябва да вземете предвид как вашите пластмаси са направени и какво им се случва в края на жизнения им цикъл. За щастие повечето термопласти са такива рециклируеми. Това означава, че те могат да бъдат претопени и преформатирани, намалявайки нуждата от нови материали и минимизирайки отпадъците.

• Рециклиране: Това е доста лесно с термопластмасите. Загрейте ги и те отново ще станат течни, готови да бъдат оформени в нещо ново.

Рециклирането на вашите термопласти обикновено е печалба, намалявайки както боклука, така и търсенето на необработени ресурси. Но имайте предвид следното: ако вашите пластмаси са замърсени или не са сортирани правилно, това може да обърка процеса на рециклиране.

Ето резултата:

Така че вашият избор играе голяма роля тук. Колкото повече се фокусирате върху възобновяемите енергийни източници и правилното управление на отпадъците, толкова по-добре ще бъде околната среда.