Как производятся термопласты: краткий обзор методов производства

Термопласты сегодня являются одним из наиболее широко используемых видов пластмасс благодаря своей универсальности и экономичности. Им можно легко изменять форму и форму несколько раз путем нагревания и охлаждения. Это делает их идеальными для различных производственных применений.

Существует несколько ключевых процессов, используемых для производства термопластов в промышленных масштабах. Основными из них являются экструзия, литье под давлением, выдувное формование и термоформование. Точный используемый процесс зависит от типа пластиковой смолы, а также желаемой формы и свойств конечного продукта.

В этой статье мы дадим общее представление о термопластах и способах их производства.

Состав термопластов

Когда вы думаете о термопластах, вы смотрите на мир, в котором простые молекулы образуют сложные структуры. Эти материалы необходимы во всем: от упаковки до автомобильных деталей.

Основы полимеров

Термопласт начинается с мономеры, маленькие молекулы, которые соединяются друг с другом, как цепь. При нагревании в процессе, называемом полимеризация, эти мономеры создают полимерные цепи. Представьте себе поезд, в котором каждый вагон представляет собой мономер, а весь поезд — полимер.

• Полиэтилен (ПЭ): часто используется для пластиковых пакетов и является своего рода образцом термопластов.
• Поливинилхлорид (ПВХ): Трубы и оконные рамы обычно приобретают прочность из ПВХ.
• Полистирол (ПС): Подумайте об упаковке и одноразовых стаканчиках для кофе: это полистирол на работе.
• Нейлон (Полиамид): Это касается не только чулок: шестерням и кабельным стяжкам тоже нужна прочность нейлона.
• Полипропилен (ПП): популярный материал для контейнеров и автомобильных запчастей. Полипропилен известен своей универсальностью.
• Поликарбонат (ПК): Ваши очки могли бы использовать компьютер для получения такого четкого, но жесткого качества.

Виды термопластика

Некоторые распространенные примеры термореактивных пластиков включают в себя:

• Эпоксидная смола - используется в покрытиях, клеях, композитах.
• Полиэфирная смола - используется в композитах из стекловолокна.
• Фенольные смолы - используются в клеях, покрытиях, электрических компонентах.
• Меламин-формальдегид - используется в посуде, ламинате, досках для сухого стирания.
• Формальдегид мочевины - используется в электротехнической арматуре, клеях.
• Силикон – используется для уплотнений, прокладок, покрытий.

Добавки и модификаторы

Иногда термопластам требуется немного усовершенствования. Вот где добавки и модификаторы вступают в игру.

• Наполнители: Они могут укрепить силы, не нарушая при этом банк.
• Стабилизаторы: Ваша уличная мебель остается прочной на солнце благодаря УФ-стабилизаторам.
• Пластификаторы: благодаря этому ПВХ приобретает гибкость, что делает его идеальным для кабелей или синтетической кожи.

Думайте о добавках как о секретных специях, которые повара используют для совершенствования своих блюд; они точно настраивают свойства вашего пластика.

Процессы производства термопластов

Когда вы посмотрите, как термопласты воплощаются в жизнь, вы наткнетесь на несколько ключевых методов. Все они начинаются с сырого пластика, обычно в виде смол, которые затем с помощью тепла и давления превращаются в различные продукты. Давайте рассмотрим некоторые из наиболее популярных методов.

Литье под давлением

В литье под давлением, вы расплавили пластиковые гранулы, а затем закачали их в форму под высоким давлением. Это идеальный вариант для производства огромного количества предметов, от автомобильных запчастей до контейнеров. Главное здесь — это форма — очень точная, часто сложная и немного дорогая. Но как только вы вложите в это средства, вы сможете производить тонны деталей стабильного качества.

Экструзия

Экструзия это все равно, что выдавливать зубную пасту из тюбика, но гораздо горячее и с пластиком. Он постоянно проталкивает расплавленный пластик через матрицу, чтобы придать ему форму длинных трубок, стержней или листов. Экструзия больше связана с длинными непрерывными формами, поэтому, если это то, что вам нужно, обычно это более рентабельно, чем литье под давлением.

Термоформование

С термоформование, вы нагреваете пластиковый лист, пока он не станет гибким, а затем накидываете его на форму. Вакуум высасывает воздух, заставляя лист плотно прилегать к форме. Он не так ориентирован на детали, как литье под давлением, но отлично подходит для более крупных и тонких изделий, таких как одноразовые стаканчики или подносы.

3D-печать

И давайте не будем забывать 3D печать. По сути, вы укладываете слои расплавленного пластика в соответствии с цифровой моделью, создавая сложные формы, с которыми другие методы не могут справиться. Для массового производства это не так быстро, как литье под давлением или экструзия, но для прототипов или изделий, изготовленных на заказ, это меняет правила игры.

Выдувное формование

Термопластичные трубки экструдируются, а затем зажимаются в форме, пока они еще горячие и мягкие. В трубку подается сжатый воздух, который раздувает ее и принимает форму формы. Используется для изготовления полых пластиковых контейнеров и таких деталей, как бутылки, резервуары и т. д. 

Каландрирование

Листы термопласта производятся путем сдавливания расплавленного пластика между большими валками с образованием однородных листов. Используется для производства напольных покрытий из ПВХ, полиэтиленовых пленок и т. д. 

Свойства и производительность

Вы собираетесь поближе познакомиться со свойствами, которые делают термопласты популярным материалом в различных отраслях промышленности. Будь то универсальность или долговечность, эти материалы обладают первоклассными характеристиками.

Физические и механические свойства

Термопласты обладают широким спектром физические и механические свойства которые могут иметь аморфную или кристаллическую структуру, что влияет на их характеристики. Аморфные термопласты известны тем, что они более податливы и менее хрупкие, тогда как кристаллические типы обычно обладают более высокой прочностью и устойчивостью к нагреву. Большинство из них известны своими легкий природа в сочетании со значительной механической прочностью. температура стеклования — это важнейшее число, на которое вам следует обратить внимание: оно сообщает вам, когда материал станет мягче под воздействием тепла, что многое говорит о сценариях его использования.

Термическая и химическая стойкость

Эти материалы не просто прочные; они могут оказать серьезное сопротивление. Термическая стабильность является отличительной чертой термопластов, что означает, что они могут сохранять свои свойства в широком диапазоне температур, от низких комнатных температур и выше. Однако точный диапазон зависит от конкретного полимера. Их химическая устойчивость делает их хитом в средах, где они подвергаются воздействию химических веществ, которые могут разлагать другие материалы. Однако это сопротивление может варьироваться в зависимости от структуры полимера — аморфной или кристаллической — поэтому вам следует делать разумный выбор в зависимости от того, с какой средой будет работать ваш материал.

Удар и прочность на растяжение

The ударопрочность термопластов может быть чрезвычайно высоким. Плюс, их предел прочности— какую силу они могут выдержать, прежде чем сломаются, — это не повод для насмешек, учитывая такие значения, как 333 МПа в некоторых термопластичных композитах, армированных волокном.

Применение в различных отраслях промышленности

Термопласты проникли практически во все уголки современного производства. Они очень универсальны, поэтому вы встретите их в самых разных отраслях. Давайте посмотрим на некоторые конкретные отрасли, в которых термопласты делают свое дело.

Строительство и трубопроводы

Вам нужно проложить трубы, и вам подойдет термопласт. ПВХ и АБС являются звездами в этой игре: доступны по цене и просты в установке, они составляют основу многих сантехнических систем. Они как чемпионы устойчивы к воде, химикатам и коррозии, поэтому они повсюду в вашем доме и офисе.

Автомобильная и аэрокосмическая промышленность

В автомобильном мире все делается для того, чтобы сделать вещи легче и экономичнее. Термопласты здесь являются незамеченными героями, помогающими снизить вес без ущерба для производительности. Подумайте обо всем, от приборной панели до топливопровода. Даже в аэрокосмической отрасли эти материалы имеют большое значение по тем же причинам: более легкие самолеты означают меньше топлива и большую эффективность.

Медицинское оборудование

Когда дело доходит до медицинского оборудования, вам нужны чистые и безопасные материалы. Термопластики снова приходят на помощь, поскольку они используются в тоннах одноразовых предметов, таких как шприцы и пакеты для крови. 

Упаковочные решения

Загляните на полку любого супермаркета, и вы поймете, почему термопласты являются королями упаковки. Кроме того, вы можете придать им практически любую форму и размер — это удобно.

Устойчивое развитие и возможность вторичной переработки

Когда вы имеете дело с термопластами, экологичность имеет большое значение. Вы должны рассмотреть как ваш пластик сделан и что происходит с ними в конце их жизненного цикла. К счастью, большинство термопластов пригодный для вторичной переработки. Это означает, что их можно переплавлять и менять форму, что снижает потребность в новых материалах и минимизирует отходы.

• Переработка отходов: С термопластами все довольно просто. Нагрейте их, и они снова станут жидкими, готовыми превратиться во что-то новое.

Переработка термопластов обычно является выигрышем, поскольку сокращается как количество мусора, так и потребность в первичных ресурсах. Но учтите следующее: если ваш пластик загрязнен или неправильно отсортирован, это может помешать процессу переработки.

Вот счет:

Фактор	Влияние на устойчивое развитие
Переработка	Положительный эффект
Загрязнение	Отрицательный эффект
Компостирование (если возможно)	Положительный эффект

Итак, ваш выбор играет здесь большую роль. Чем больше вы сосредоточитесь на возобновляемых источниках энергии и правильном управлении отходами, тем лучше будет для окружающей среды.