0
0
0

Пластик правит миром: заглянем в цеха его производства

Пластик правит миром: заглянем в цеха его производства

Сегодня трудно представить нашу жизнь без пластика. Этот материал вошел в обиход и стал неотъемлемой частью повседневности. Популярность пластика объясняется его уникальными свойствами:

  • Легкость и прочность
  • Возможность придавать различную форму
  • Стойкость к воздействию внешних факторов
  • Относительная дешевизна производства

plastyk-pravyt-svitom.jpg (366 KB)Благодаря этому пластик широко используется в самых разных сферах:

  • Производство упаковки и тары
  • Изготовление бытовых приборов и техники
  • Создание мебели, посуды, игрушек
  • Автомобилестроение и машиностроение
  • Медицина и фармацевтика
  • Строительство и отделка помещений

Однако процесс производства пластика довольно сложен и включает множество этапов.

Сначала сырье (нефть, газ) перерабатывают в базовые химические элементы – мономеры. Затем при помощи полимеризации мономеры соединяют в длинные полимерные цепочки – собственно пластик. Для придания нужных свойств добавляют различные присадки. Полученную пластмассу формуют, заливая в пресс-формы. После застывания и охлаждения пластиковые детали готовы к использованию.

На каждом этапе возникают сложности. Например, полимеры могут «сшиваться» неправильно, что ведет к хрупкости материала. Чтобы этого избежать, подбирают оптимальные условия процесса.

Также непросто равномерно смешать компоненты, не допустить скопления примесей. Решением становится использование высокоточного оборудования и автоматизация производства.

Благодаря постоянному совершенствованию технологий удается преодолевать сложности и выпускать пластик высочайшего качества для различных сфер применения. Этот уникальный материал еще долго будет сопровождать нас в повседневной жизни.

Рассмотрим подробнее разные виды пластика. Каждый вид имеет свои уникальные свойства, позволяющие использовать его в конкретных областях. Благодаря разнообразию пластиков, человечество получило материалы для решения самых разных задач.

plastyk-pravyt-svitom2.jpg (317 KB)

  1. ПЭТ (полиэтилентерефталат) - один из наиболее распространенных видов пластика. Он производится при температуре 220-300 градусов Цельсия из нефтехимического сырья. ПЭТ обладает ценными качествами - высокой прочностью, стойкостью к ударам, прозрачностью, морозоустойчивостью. Благодаря этому он широко используется для изготовления легкой и прочной упаковки для напитков, пищевых продуктов, косметики, бытовой химии. Из ПЭТ делают бутылки, канистры, флаконы и другие емкости, где нужна прозрачность и сохранение свойств содержимого.
  1. АБС (акрилонитрилбутадиенстирол) производится при 180-250 градусах из нефтехимического сырья. Этот пластик обладает особой ударопрочностью и способен выдерживать сильные удары без разрушения. Кроме того, он отличается влагостойкостью и легко окрашивается в яркие цвета. Благодаря этому АБС часто используется при производстве бытовой техники, детских игрушек, офисного оборудования, где нужна прочность, безопасность и яркая окраска деталей.
  1. Акриловый пластик изготавливается на основе акриловых смол при температуре 140-180 градусов. Он обладает ценным свойством высокой прозрачности и устойчивости к ультрафиолетовому излучению. Поэтому акрил часто используется там, где нужно обеспечить оптическую прозрачность - для изготовления окон, витрин, акрилового стекла. Еще одно применение акрила - производство ванн, душевых кабин, акриловых линз и других изделий.
  1. Поликарбонат производится при температуре 260-320 градусов на основе соединений диоксида углерода и фенола. Он может выдерживать очень большие механические нагрузки без разрушения. Еще одно ценное свойство поликарбоната - термостойкость, сохранение рабочих характеристик при высоких температурах. Благодаря таким качествам, поликарбонат широко используется в производстве защитных шлемов, очков, бронежилетов, обшивки самолетов и автомобилей, защитных экранов.
  1. Полипропилен получают из газа пропилена при 190-250 градусах. Он отличается легкостью, прочностью, стойкостью к воздействию химических веществ. Полипропилен не впитывает влагу и не пропускает газы сквозь себя. Эти свойства определяют его использование для производства пищевой упаковки, пластиковой посуды, деталей мебели, обивки автомобилей. Также полипропилен применяют для изготовления труб.
  1. Листовой пластик - разновидность пластмасс, имеющая форму листов или плиток. Такое название обусловлено именно листовой структурой материала.

Производство листового пластика начинается с подготовки исходного сырья - гранул или порошка пластмассы. Их необходимо высушить, чтобы удалить следы влаги, и провести кристаллизацию - упорядочение внутренней структуры полимерных цепочек, благодаря чему будущий материал приобретает прозрачность и прочность. После этого сырье готово к дальнейшей переработке в листы

Два основных вида изготовления продукции из пластмасс

На производстве применяют два метода.

plastyk-pravyt-svitom3.jpg (301 KB)

Экструзия листового пластика

Один из основных методов непрерывного формования. Процесс начинается с подачи исходных пластиковых гранул в бункер экструдера. Оттуда они попадают в цилиндр и далее транспортируются вдоль него шнеком, вращающимся со скоростью до 120 оборотов в минуту.

В цилиндре установлены электрические нагревательные элементы, которые обеспечивают постепенный разогрев гранул до температуры плавления. Постепенный нагрев очень важен, чтобы избежать локальных перегревов и обеспечить однородное плавление по всей массе.

По мере продвижения расплавленный пластик интенсивно перемешивается вращением шнека и приобретает вязко-текучее состояние. Это необходимо для гомогенизации вязкости и температуры расплава. Расплав под высоким давлением подается в головку, где формируется узкая щель - фильера, через которую осуществляется непосредственное формование листа нужной толщины. Регулируя ширину щели, можно получать лист от 1 до 20 мм толщиной.

При выходе из фильеры вязкий полуфабрикат вытягивается, охлаждается и затвердевает, формируя готовый пластиковый лист. Для охлаждения используют воздушные вентиляторы или водяную ванну.

Затем лист пропускают через систему тянущих роликов и наматывают в рулон на приемное устройство. Скорость намотки точно синхронизирована со скоростью выхода листа из головки. Производственные мощности позволяют получать до 3 тонн готовой продукции в час.

Таким образом осуществляется непрерывный процесс экструзионного формования пластиковых листов с требуемыми характеристиками.

Литье листового пластика

Является одним из распространенных способов изготовления изделий. Процесс осуществляется путем заливки расплава полимера в специальную форму.

Сначала гранулы загружают в бункер и постепенно подают в червячный экструдер, где происходит их плавление и гомогенизация. После экструдера вязкая субстанция поступает в смесительную камеру, где происходит тщательное перемешивание для получения однородной массы без воздушных включений.

Далее расплав подается в пресс-форму, которая представляет собой две стальные плиты, между которыми имеется небольшой зазор толщиной будущего листа.

Материал заполняет это пространство и начинает охлаждаться, повторяя форму. Для ускорения охлаждения через плиты прокачивается охлаждающая вода. После того как изделия затвердевают, плиты разводятся и готовый листовой материал извлекается из формы. Затем по краям обрезаются неровности.

Для придания пластику ровной толщины и гладкости его пропускают через нагретые каландры - вращающиеся валки. Он многократно проходит под давлением между валками, выравниваясь и полируясь.

Используя экструзию, литье и каландрирование, можно производить пластиковые листы и плиты с заданными свойствами для различных областей применения.

plastyk-pravyt-svitom4.jpg (520 KB)

Влияние температуры на процесс производства пластмасс

Температурный режим является одним из ключевых факторов, влияющих на качество пластмасс и готовых изделий. Поэтому при производстве пластика особое внимание уделяется точному соблюдению технологических температур на всех этапах.

Для каждого вида пластика существует оптимальный температурный интервал, в котором должны протекать процессы плавления, гомогенизации, формования. При отклонении от заданных параметров возникают следующие проблемы:

  1. Пониженная температура приводит к тому, что пластик плавится не полностью. В массе остаются твердые включения нерасплавленных частиц, что ухудшает качество материала. Кроме того, при низких температурах затруднено формование изделий, расплав плохо заполняет форму.
  1. Повышенный термический потенциал ведёт к разрушению полимерных цепей, образованию трещин и пористости материала. При перегреве теряется механическая прочность и возникают деформации.

Поэтому на всех этапах (при плавлении гранул, гомогенизации расплава, литье или экструзии) осуществляется непрерывный термический контроль с точностью +/- 1 градус.

Для поддержания заданных температур используются тэны - нагревательные элементы, встроенные в цилиндры экструдеров и пресс-формы. Мощность тэнов регулируется для точного нагрева пластмассы до нужных значений. В дополнение к тэнам применяются контактные термометры и термопары, измеряющие температуру непосредственно в расплаве. При отклонении от заданного режима происходит автоматическая корректировка мощности нагрева для возврата в оптимальный диапазон. В компании «Интмакс» работают опытные специалисты, которые досконально разбираются в производстве изделий из пластмасс. Они способны рассчитать оптимальные температуры с учётом конкретных установок требований к готовой продукции, используемого оборудования. Сотрудничество с Intmax позволит получить ТЭНы в нужном количестве, с правильными рабочими характеристиками, по заводской отпускной цене.