Усовершенствование технологии получения изделий из полиамида методом литья под давлением

Для полимеров с реакционноспособными функциональными группами основное внимание уделено стекловолокнам с соответствующим составом замасливателя. Однако и в этом случае возможно повышение механических свойств и, в первую очередь, ударной вязкости путем модификации полимерной матрицы. Этот подход реализован для композиций ПА6 с углеродным волокном (рис. 2).

Рис. 2. Свойства композиций ПА6 с углеволокном (УКН 440) в зависимости от содержании волокон и отсутствия (1) или присутствия (2) адгезионного модификатора.

Усиление термопластов волокнистыми наполнителями приводит к анизотропии свойств материалов, неравномерной усадке изделий по различным направлениям и как результат к их короблению. Решение этой проблемы возможно при использовании т.н. «гибридного» наполнителя т.е. сочетания волокнистых наполнителей с пластинчатыми (рис. 3).

Рис.3. Влияние соотношении наполнителей на свойства композиций. 1.30% стекловолокна; 2. 15% стекловолокна + 15% слюды; 3.30% слюды.

При этом возможно получить материалы с достаточно высокими механическими свойствами и низким короблением.

Таким образом, благодаря реализации на практике химического связывания полимер - поверхность волокнистого наполнителя создан ПА усиленный стекло- и углеволокнами с высоким уровнем механических свойств.

В работе [16] объектами исследования являлись ПА 6 и ряд полимеров с реакцонноспособными группами:

- этиленпропиленовые каучуки (ЭПК) - бутадиен-акрилонитрильные каучуки (СКН)

- сополимеры этилена и винилацетат (СЭВИЛЕН)

В ряде случаев для сравнения использовали композиции ПА 6 с аналогичными полимерами без функциональных групп. Совмещение компонентов проводили на лабораторном двухшнековом экструдере с диаметром шнека 30 мм, l/d = 25.

Исследование механичеких свойств осуществляли в соответствии с ГОСТ на стандартных образцах, полученных литьем под давлением.

Теплофизические свойства изучали методом ДСК при скорости нагрева 20 град/мин с использованием термоанализатора 990 ф. Дюпон. Кинетику поглощения бензина и воды осуществляли на дисках 50х2 мм.

С повышением содержания ЭПК в композиции ударная вязкость и относительное удлинение при разрыве возрастают, а прочность и модуль упругости при изгибе падают (рис 1). Из приведенных данных следует, что выбор материала и повышенным значением ударной вязкости определяется допустимым снижением упруго-прочностных свойств материала.

В рассматриваемой системе взаимодействие полимеров благодаря наличию функциональных групп протекает как процесс прививки дисперсной фазы к матрице ПА.

Свойства такой системы будут определяться степенью диспергирования эластомера и, следовательно, зависят от содержания реакционноспособных групп. На примере ЭПК показано, что имеется оптимум содержания функциональных групп (рис. 2). Образование привитого макрополимера между ПА6 и ЭПК подтверждается данными ДСК (рис 4). Как видно из рисунка, в отличии от чисто механической смеси, на термограмме ПА6 с модифицированным эластомером появляется дополнительный пик, при этом с увеличением содержания эластомера площадь пика увеличивается, и он смещается в область низких температур.

Рис.4. Зависимость физико-механических свойств ПА 6 от содержания ЭПК (ут - предел текучести при растяжении, ат - ударная вязкость по Шарпи на образцах с надрезом, Еизг - модуль упругости при изгибе, ер - относительное удлинение при разрыве).

Рис. 5. Зависимость ударной вязкости образцов с надрезом от содержания ЭПК и функциональных групп в нем.

Рис.6. Термограмма ДСК ПА6, ЭПК и различных смесей на их основе.

В настоящее время НПП «ПОЛИПЛАСТИК» выпускает марки ударопрочных, морозостоких композиций: АРМАМИД ПА6-1УП, 2УП. Они отличаются повышенной величиной ударной вязкости при сохранении высоких значений модуля (таблица. 1). Кроме этого они имеют хорошие диэлектрические показатели и пониженное водопоглощение по сравнению с ПА 6.

Таблица 3

Свойства ударопрочных, эластифицированных марок на основе полиамида 6 (для сухих образцов).

Наряду с ударопрочными композициями на основе ПА 6, производятся эластфицированные марки АРМАМИД ПА 6-2Э.3Э (табл. 3). Данные материалы отличаются улучшенной эластичностью пониженными значениями модулей и прочностных показателей. Ударная вязкость указаных материалов несколько ниже предыдущей серии материалов, однако они имеют повышенную масло - и бензостойкость. Проводятся работы в направлении получения материалов с повышенной эластичностью и бензо- маслостойкостью, перерабатываемые методом зкструзии.

Области применения модифицированных ПА чрезвычайно разнообразны, их используют в автомобилестроении (кнопки крепления обивки, ремешки-держатели электропроводки, трубки подачи топлива и масла и т.д.), для изготовления спортивного инвентаря, для оснастки строительного инструмента, в бытовой техники и т.д.

Современные конструкционные полимерные материалы, разрабатываемые НПП «ПОЛИПЛАСТИК», имеют, как правило многокомпонентный состав, включающий армирующие и дисперсионные наполнители, а также ряд функциональных органических добавок, часть из которых при температурах переработки находится в состоянии низковязких жидкостей.

Сложной технологической проблемой является получение однородной смеси многокомпонентных материалов, которая обычно решается путем смещения в двухшнековом экструдере. Как правило, подобным путем решается задача получения термопластов. армированных стекло- и углеволокнами. В то же время, проблема равномерного распределения по конечному образцу, как твердых, так и, особенно жидких, не совмещающихся с полимерной матрицей, функциональных добавок, гораздо более сложна [17, 18], поскольку при заполнении прессформы наблюдается значительный температурный градиент влияющий на распределение по поверхности образца каждого из компонентов. Особенный интерес заключался в установлении факта возможного изменения характера распределения компонентов не только по поверхности, но и по толщине образца.

Для выполнения поставленной задачи, в рассмотренной работе [19] были исследованы свойства поверхности четырех стеклонаполненных композиционных материалов на основе ПА-6, содержащих дополнительно твердый минеральный наполнитель, добавку эластомера и кремнийорганический модификатор. Для сравнения был исследован также образец ПА-6.

Полученные в проделанной работе данные свидетельствуют о наличии существенного градиента при удалении от литника химического состава и свойств наружных поверхностных слоёв литьевых образцов стеклонаполненных полиамидов в зависимости от компонентного состава и природы добавок.

Значительный интерес представляют полученные данные для понимания характера формирования наружных и подповерхностных слоев. Наружные поверхностные слои обогащены полимером, плавкими добавками имеющими к тому же более низкую поверхностную энергию по сравнению с полиамидом и стекловолокном. Это приводит к тому, что микротвердость наружных поверхностных слоев при удалении от литника снижается. В подповерхностных слоях, вероятно, реализуется иной механизм распределения компонентов, что приводит к более высокой твердости образцов по мере удаления от литника.

Полученные результаты дают представление о сложных процессах формирования поверхностных и подповерхностных сдоев наполненных полимеров. что особенно важно при изготовлении ответственных изделий радио-, электро-, приборной и других отраслей промышленности.

Целью работы [20] является экспериментальное изучение изменения показателей кратковременной прочности дисперсно армированного материала на примере стеклонаполненного полиамида марки ПА6-211ДС при старении в холодном климате и в условиях термоциклических воздействий; анализ и интерпретация результатов испытаний и механизмов повреждающего воздействия климатических факторов и апробация математической экстраполяционной модели прогнозирования.

Механические характеристики материала (разрушающее напряжение при растяжении и изгибе) определялись при нормальных и низких температурах на стандартных образцах (тип 2 - по ГОСТ 11262-80), изготовленных методом литья пол давлением, в исходном состоянии, после термоциклирования, после старения в условиях открытой экспозиции и в неотапливаемом складе. Испытания проводились на разрывной машине FР-10 при скорости перемещения траверсы нагружающего устройства 5мм/мин.

Для оценки размера зоны пластической деформации были проведены эксперименты по определению трещиностойкости ПА6-211ДС через критический коэффициент интенсивности напряжений КIC [21]. Образцы материала вырезались из плит, изготовленных литьем под давлением, размером 40х25х10мм. Затем на образцы наносились надрезы различной длины (10;14мм) по методике работы. Испытания проводились на внецентренное растяжение по схеме двойной консольной балки (ДКБ) [22].

Механические испытания на растяжение проводили на разрывной машине FР-10 при скорости перемещения траверсы 0,5мм/мин и температурах +20°С и -60°С. Влагонасыщение части образцов до стационарного уровня (6,5%) осуществляли в дистиллированной воде при температуре +60°С.

Морфологические особенности структуры образцов на поверхности низкотемпературного скола и на поверхности разрушения при растяжении при температурах испытания +20°С и -60°С исследовали методом электронной сканирующей микроскопии.

При анализе данных в отличие от имеющихся данных по старению материалов на основе термопластов [23, 24] обнаруживаются следующие особенности.

1. Явно выраженного хрупко-вязкого перехода (ХВП), сопровождающегося резким падением прочности образца в температурном диапазоне испытаний материала не наблюдается. Согласно [21] ХВП на температурной зависимости прочности образцов после различных сроков натурной экспозиции появляется в результате неоднородного развития поврежденности по объему образца с образованием на его поверхности "охрупченного" слоя. При низкотемпературных испытаниях на прочность "быстрые" трещины, возникающие в хрупком поверхностном слое, способны распространяться в слои основного материала, неповрежденного старением, и приводить к квазихрупкому разрушению образца. Повышение температуры испытаний приводит к увеличению вязкости разрушения основного материала и в конечном итоге к торможению трещины на границе раздела поверхностный слой - основной материал, и к смене механизма разрушения образца от квазихрупкого к вязкому. Граничная температура ХВП определяется в рамках положений линейной механики разрушения согласно [21]. Она зависит от размеров поперечного сечения образца и величины зоны пластической (необратимой) деформации в вершине надреза-трещины для конкретного материала, которая в свою очередь зависит от температуры испытаний и скорости трещины на границе раздела.

Таким образом, исходный образец в условиях испытания уже находится в состоянии квазихрупкости по отношению к разрушающей трещине, а ХВП должен наблюдаться при более высоких температурах. Этим и объясняется отсутствие ХВП на температурной зависимости прочности при воздействии факторов холодного климата.

2. Прочностные показатели ПА6-211ДС изменяются в большей степени в испытаниях при Т= +20°С, чем при Т - 60°С, т.е. более информативными с точки зрения изучения процесса старения материала оказываются испытания при положительных температурах.

Объяснение данного факта следует из гипотезы об определяющей роли границы раздела волокно-матрица. Полагаем, что в процессе старения материала наиболее значимым процессом, ответственным за изменение механических свойств, является нарушение адгезионной связи волокноматрица. Тогда, учитывая разницу в коэффициентах термического расширения волокна и матрицы (~10 раз), можно говорить о частичном залечивавии поврежденности, за счет обжатия волокна матрицей, в испытаниях при низких температурах.

3. Наиболее труднообъяснимой особенностью старения ПА6-211-ДС является разница в кинетике изменения прочностных показателей образцов при экспонировании на полигоне и в условиях неотапливаемого склада. УФ-часть солнечного излучения, ответственная в основном за образование охрупченного поверхностного слоя не должна иметь определяющее значение. Тогда, на наш взгляд, основным фактором, обуславливающим различие условий старения, является радиационный нагрев поверхности образца. По нашим данным сезонное (лето, весна, осень) превышение температуры образца над температурой окружающего воздуха составляет 20°С. Отсюда следует, что различие в механизмах старения (если их несколько) либо различие в их кинетике должны проявляться по всему объему материала образца (с некоторой поправкой на градиент по температуре и диффузии влаги в образце).

Рис.6. Экспериментальные данные и теоретическая зависимость прочности при разрыве в неотавливаемом складе (а) и а натурных условиях (б).

Известно [25], что термическое расширение - сжатие материала, являясь функцией сил внутри- и межмолекулярного взаимодействия, косвенно характеризует сплошность материала и адгезионную прочность границы раздела волокно - матрица. С другой стороны ориентация материала в процессе изготовления образцов (литые под давлением) также не только обуславливает анизотропию свойств, но и способствует проявлению эффектов сжатия образца из аморфнокристаллического полимера при нагревании [26]. На рис.3 представлены данные термомеханического анализа. Как следует из рис.3, наиболее значимые сравнительные изменения относительных удлинений наблюдаются вдоль оси образца, причем для условий открытой экспозиции (полигон) и складского хранения тенденции противоположны значительное уменьшение и, соответственно, увеличение сокращения образца.

В настоящее время ПА610 не производится в России и странах СНГ. Материал ПА610-Л-Г5 ТУ 6-06-134-90 приобретался в компании ООО «Плафтален» г.Москва с 2000-2006г. Периодически при переработке материала возникали проблемы, такие как:

материал всегда поставлялся с повышенным содержанием влаги, что приводило к увеличению времени сушки с 2-4 часов до 8-10 часов.

гранулы материала отличались по размеру и цвету в пределах одной партии, что свидетельствует о нестабильности процесса изготовления материала.

усадка материла не соответствовала требованиям нормативного документа, что приводило к необходимости оформления отступлений от чертежа на деталь.

уже при слесарной обработке (удаление литника) детали происходило расслоение материала, что приводило к увеличению технологического отхода и увеличению трудоемкости.

Поиском нового поставщика занимался отдел главного металлурга. В 2007г. Был найден новый поставщик материала ПА610-Л-Г5 ТУ 6-06-134-90, который гарантировал стабильность свойств и высокое качество материла. Был открыт паспорт опытных работ, согласно которому материал прошел все испытания положительно и было принято решение о запуске материала в серийное производство (копия паспорта прилагается).

При массовой закупке материала и запуска его в производство было установлено, что ушли от вех выше перечисленных недостатков, кроме расслоения материала не удалось, хотя этот дефект стал проявляться уже при токарной и шлифовальной операции.

Главным инженером было дано указание соответствующей службе заняться поиском нового материала.

В первую очередь, прежде чем начать поиск нового материала, необходимо изучить требования к детали и условия эксплуатации. Конструктор-разработчик изделия при выборе материала исходил из следующих требований:

1.1. данная деталь работает на трение в соприкосновении с деталью «шайба золотника» (материала цинковый сплав ЦАМ - 4-3). Следовательно, материал должен обладать низкой истираемостью и иметь низкий коэффициент трения в паре «пластик-металл»;

деталь работает в среде - природный газ. Следовательно, материал должен быть газонепроницаемым.

1.2. деталь должна хорошо обрабатываться (токарная обработка и прецизионная шлифовальная операция);

температура эксплуатации детали лежит в пределах - (минус 55°С) - (плюс 70° С);

Был произведен литературный обзор материалов, которые бы удовлетворяли выше указанным требованиям.

В результате были выбраны 5 наименований материалов, которые были предложены для изучения серийно-конструкторскому отделу и отделу главного металлурга:

1.1. PPS DIC FZ 3600 (полифенилсульфид стеклонаполненный 60%).

1.2. PPS DIC FZ 6600В2 (полифенилсульфид минерало-стеклонаполненный 60%).

1.3. Гроднамид ПА6-ЛТА ТУ РБ 500048054.007-2002.

1.4. Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 ТУ РБ 500048054.007-2002.

1.5. Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ30 ТУ РБ 500048054.007-2002.

Были открыты паспорта опытных работ (копии прилагаются). Для подтверждения пригодности данного материала было принято решение изготовить деталь, собрать счетчик и провести комплексные испытания согласно нормативного документа на газовый счетчик бытовой (по п.4.18 ТУ 4858-011-0750-8919-95 - воздействие на счетчик цикличного изменения температуры и испытания на надежность).

Цель всех испытаний - выявление воздействия внешних факторов на материал, как изменятся свойства материала (истирание, нестабильность размеров детали, трещины и т.д.) и не приведет ли это к высокой погрешности счетчика.

В результате было установлено, что в процессе испытаний на надежность:

1. произошло истирание материала PPS DIC FZ 3600 в виде черных хлопьев.

2. произошло истирание материала PPS DIC FZ 6600В2 в виде белого порошка.

3. произошло неравномерное истирание материала Гроднамид ПА6-ЛТА ТУ РБ 500048054.007-2002 и Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ30 ТУ РБ 500048054.007-2002 с образованием канавки.

4. материал Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 ТУ РБ 500048054.007-2002 выдержал испытания.

На основании полученных результатов испытаний было принято решение провести опытно-промышленную партию в количестве 1000шт. для налаживания тех.процесса литья и дальнейших дополнительных операций.

В результате было установлено, что:

1.1. материала имеет стабильные свойства (усадку и др.).

1.2. гранулы материала имеют одинаковую форму и размеры (отклонения по размерам в пределах допуска, указанного в нормативном документе).

1.3. содержание влаги не превышает значения, заявленного в ТУ на материал.

1.4. самое главное - удалось уйти от расслоения.

1.5. уменьшилось количество брака (до 0,1%).

1.6. материал имеет более низкую стоимость, что позволило снизить себестоимость счетчика.

1.2. Характеристика исходного сырья

Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 ТУ РБ 500048054.007-2002 - полимерный композиционный антифрикционный материал, предназначенный для изготовления литьем под давлением различных изделий и деталей конструкционного назначения, работающих в условиях повышенных механических нагрузок в узлах трения с ограниченным количеством смазки или при ее отсутствии.

Гроднамид ПА6-ЛТА представляет собой композиционный материал, состоящий из полиамида 6, содержащего модифицирующую антифрикционную добавку и другие компоненты, придающие материалу улучшенные эксплуатационные свойства и литьевые характеристики, наполненного отрезками стеклянных нитей.

Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 за счет ввода стекловолокна (5%) характеризуется размерной стабильностью, высокой прочностью и жесткостью, имеет более низкую усадку и более высокую плотность в сравнении с Гроднамидом ПА6-ЛТА.

По физико-механическим показателям ПА6-ЛТА-СВ5 должен соответствовать нормам, указанным в таблице 1.2.1

Таблица 1.2.1

Сырье, применяемое для получения ПА6-ЛТА-СВ5, должно соответствовать требованиям действующих технических нормативных правовых актов.

1.3. Описание технологического процесса

Исходное сырье со склада поступает в цех. Сырье из мешков с помощью пневмозагрузчика (1) подается в на сушку ( ), а далее в термопластавтомат (1).

Детали загружаются в термошкаф с температурой не выше (+50)°С, затем задается нужная температура и время отсчитывается с момента достижения температуры (+80) °С.

Данная операция необходима для снятия внутренних напряжений, которое образуется вследствие неравномерного охлаждения детали.

1.4. Основные параметры технологического процесса

1. Сушка материала. Температура (125+5)° С в течение 2-4часов.

2. Литьевая операция.

Температура по зонам нагрева:

1 зона - 22010°С;

2 зона - 220°С;

3 зона - 230°С;

Выдержка:

Под давлением - 5 сек.

Под охлаждением - 15 сек.

Пресс-форма - № 657.01.606. температура пресс-формы должна быть - 60-80°С.

3. Термостабилизация (термошкаф). Температуре (+80-90°С) в течение 1 часа.

1.5. Техническая характеристика основного технологического оборудования

В настоящее время существует много производителей литьевых машин, поэтому литьевые машины, поступающие в продажу, сильно отличаются друг от друга в отношении технических параметров, форм и качества работы. Необходимо выбрать такую машину, которая в точности удовлетворяла бы его требования к различным формами отливаемых деталей. При выборе машины, необходимо обратить внимание на такие параметры, как рабочие функции, материалы, вес, годовой выпуск продукции. При выборе необходимо учитывать следующие основные параметры.

1. вес литья - это максимальный вес без установки формы.

2. сила запирания. Когда происходит впрыск расплавленной пластмассы в форму, под действием подвижной рабочей поверхности, прижимающей форму, возникает конечная сила замыкания, определяемая как сила запирания. Это главный технический показатель машины. Если значение силы запирания не соответствует требованиям, то при работе будет возникать грохот. При выборе модели машины следует учитывать, что сила замыкания, необходимая для литьевой формы, должна быть меньше силы запирания машины.

3. давление и скорость впрыска. Давление впрыска - это максимальное давление в стволе во время впрыска. Скорость впрыска - это количество массы, поступающей из сопла за единицу времени. Следует постоянно регулировать поток расплавленного вещества в зависимости от характеристик материала и формы.

4. высота экструзионной головки и максимальный ход. Максимальная и минимальная высота экструзионной головки связана с толщиной формы, приемлемой для машины.

Ход ограничен таким образом, что ход тумблера для изъятия детали должен быть меньше максимального хода машины.

Соответствующие габариты при установки формы: габариты формы должны соответствовать габаритам поверхности формы и входить в пространство между соединительными стержнями без затруднения.

5. винт и цилиндр. Данный элемент воздействует на всю работу машины. Чтобы добиться высокого качества при растопке детали в стволе, необходимо хорошее перемешивание и единообразие. Более того, структура материла винта и ствола имеет большое значение для результатов литья.

6. микропроцессор. Производительность микропроцессора и рабочая скорость - это определяющий фактор качества изделия. Особенно важно достичь высокой скорости на стадии готовности продукции. Чем лучшей регулировке и настройке поддается микропроцессор, тем больше циклов производства можно провести. Следует выбрать соответствующий регулятор в соответствии с точностью, необходимой для изготовления продукции, так как хороший контроль определяет гарантированное качество и более низкие затраты машины.

Гидравлическая система. В настоящее время все машины, за исключение полностью электрических, используют соответствующие клапаны для регулировки давления, расхода и направления, чтобы впрыск хорошо воспроизводился, был постоянным, с низким уровнем шума, с хорошей изоляцией.

Напряжение - 380В, частота 50Гц.

Мощность мотора меньше 15 КВт, 13-15 КВт, меньше 37 КВт. Оптимальная скорость охлаждающей жидкости устанавливается в процессе работы. Мощность насоса - 15 КВт,

скорость тока охлаждающей жидкости - 26 л/мин.

Мощность нагревателя - 15 КВт, скорость тока охлаждающей жидкости - 26 л/мин и более.

Давление в системе подачи охлаждающей воды - 0,2-0,6МПа.

Расход охлаждающей жидкости 1.5.

1.6. Технологические расчеты

1.6.1. Материальные расчеты

Технологический процесс состоит из ряда стадий, потери материала в % составляют:

потери при сушке - 2,26%

потери при литье - 2,75%

Коэффициент потерь 1,0501

Масса одной детали с литником 26,5 гр. = 0,0265 кг.

Норма расхода 0,02783 кг. на одну деталь.

Производительность - 10000 штук в месяц.

Расчет материала на 10000 штук деталей.

Масса детали с литником: 0,0265·10000=265 кг.

Норма расхода на 10000 штук составит: 0,02783·10000=278,3кг.

Потери на 10000 штук составят:

- при сушке: 265·2,26:100=5,986?6 кг.

- при литье: 265·2,75:100=7,287?7,3 кг.

Итого потери составят ? 13,3 кг.

Удельный расход Гроднамида на тону годного литья:

1000·278,3:265=1050 кг

1.6.2 Расчет оборудования

Масса одного изделия 24 гр.

Количество гнезд 2

Время цикла 40 сек.

За один цикл (40 сек.) изготавливается изделий 2 шт.

За 1 час изготавливается: 3600•2:40=180 шт/час

За 8 часовой рабочий день изготавливается: 180•8=1440 шт. в день

Масса всех изделий, изготовленных за день: 1440•27,83?40075 гр.?40,1 кг

Производительность литьевой машины (Q кг/ч)

Производительность считаем по формуле:

Q= 3600•m•n:t

Где m - масса изделия, г.

n - количество гнезд

t - время цикла

Q= 3600•26,5•2:40=4770гр?48 кг/ч

Число циклов машины за 1 час: N=3600:t; N= 3600:40=90

Расчет количества оборудования для производительности 10000 штук изделий в месяц

Среднее число рабочих дней в месяце - 20

20•8=160 часов

Производительность машины - 180 шт/час. (1.6.2)

0,9 - коэффициент машинного полезного времени

160•0,9=144 часа

144•4,8=691 кг. - производительность машины в месяц

278,3:691?0,4

Коэффициент загрузки ? 0,4

Одной машины достаточно для выполнения производственной программы с учетом резерва.

1.6.3 Энергетические расчеты

Электроэнергия :

Данные о потреблении оборудованием энергии представлены в таблице

Мощность, потребляемая всем оборудованием, составляет:

Nобщ=5,3+4+4,37+11+5,1=29,77 кВт/час.

Тепловой расчет: Энергия, необходимая для перехода полимера в жидкое состояние, расходуется на нагревание и плавление полимера. Так как удельная теплоемкость полимера зависит от температуры, то количество теплоты, необходимой для нагревания полимера на ДТ, равно:

Q = m·Ср·(Тр-Тн) - Qпот,

Где m - масса отливки, кг;

Ср - теплоемкость термопласта, кДж/кг*град;

Тр - температура поступающего в форму расплава, ?С;

Тн - температура поступающего в цилиндр термопласта, ?С;

Qпот - потери тепла;

Qпот = 0,03·m·Ср·(Тр- Тн)

Q = 0,024·16·(180-20)-0,03·0,1·25·(180-20) = 256-7,7 = 248,32 кДж

Для отвода тепла, выделяющегося при охлаждении отформованного изделия, литьевые формы снабжают системой жидкостного охлаждения. В простейшем случае в теле формы сверлят каналы, по которым циркулирует охлаждающая вода. В тех случаях когда надо обеспечить интенсивное охлаждение какого-либо участка формы применяют каналы и плоскости с отражателями и перегородками, позволяющими подвести воду с самой низкой температурой к тому месту формы, где требуется наиболее интенсивный теплоотвод.

Мощность системы охлаждения - это количество тепла, отводимое в единицу времени. Мощность системы охлаждения должна обеспечивать надежный отвод всего тепла, выделяющегося в процессе охлаждения изделий. Интенсивность теплосъема определяется изменением теплосодержания охлаждающей воды:

Q = Gв ·(Тс - Тi),

Где Gв - массовый расход воды в секунду;

Тс - температура воды на выходе из формы;

Тi - температура воды на входе в форму.

Q = 5,5·(60-15) = 248,15 кДж

Безопасность и экологичность проекта.

Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 не является токсичным продуктом и при нормальных условиях не оказывает вредного влияния на организм человека.

По ГОСТ 12.1.007 ПА6-ЛТА-СВ5 относится к 4 классу опасности.

В процессе переработки ПА6-ЛТА-СВ5 при температуре выше 270°С возможно выделение паров капролактама.

При температуре выше 300°С ПА6-ЛТА-СВ5 разлагается с выделением аммиака, оксида углерода и оксида азота.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и класс опасности не должны превышать гигиенических регламентов, установленных СанПиН 11-19 и указанных в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Организация производственного процесса и оборудование при производстве, хранении и применении Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 должны отвечать требованиям СанПин11-09.

Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 относится по ГОСТ 12.1.044 к группе горючих материалов средней воспламеняемости.

При воздействии открытого пламени загорается без взрыва и горит коптящим пламенем с образованием расплава и выделением газообразных продуктов, указанных в таблице 3.1.

Ппожарная безопасность зданий и помещений для производства, хранения и применения Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 должна обеспечиваться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 и ППБ РБ 1.01. Здания и помещения для производства, хранения и применения Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 должны отвечать противопожарным требованиям действующих строительных норм, правил.

Работающий персонал должен проходить обязательный медицинский осмотр.

При производстве и переработке Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 работающий персонал должен быть обеспечен спецодеждой и средствами индивидуальной защиты в соответствии с установленными нормами ГОСТ 12.4.103.

Отходы Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 (литники, забракованные детали и т.д.) рекомендуется направлять для повторной переработки или реализовывать потребителю на отходы, утвержденным в установленном порядке.

Отходы Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5 нельзя сбрасывать на рельеф, береговую и донную зону водоемов, так как они подвержены биоразложению. Отходы можно направлять для захоронения на промышленную свалку.

Сжигание в отвалах запрещено.

Сравнительная характеристика свойств

Полиамида ПА610-Л-Г5 и

Гроднамид ПА6-ЛТА-СВ5

Страницы: 1, 2