Способ изготовления толстостенной бесшовной жесткой трубы из неориентированного полукристаллического термопластичного полимера и устройство для его осуществления

 

1. Способ изготовления толстостенной бесшовной жесткой трубы из неориентированного полукристаллического термопластичного полимера гидроэкструзией в твердом состоянии полимерной заготовки через экструзионную зону с удлинением заготовки по меньшей мере на 50% в осевом направлении и со смазкой поверхности полимера гидростатической жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества труб путем получения ориентированной структуры труб, заготовку расширяют по меньшей мере на 100% в окружном направлении при нагреве полимера под нагрузкой от температуры деформационной теплостойкости до температуры, меньшей температуры плавления термопластичного полимера. 2.Способ по П.1, ющ и и с я тем, что окружное удлинение заготовки составляет по меньшей мере 200%. 3.Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что осевое удлинение выбрано равным окружному удлинению заготовки. 4.Способ поп.1,отлича ющ и и с я тем, что полимер нагревают под нагрузкой 4,64 кгс/см до температуры , на 8 С меньшей температуры плавления термопластичного полимера. 5.Способ по П.1, отличаю (Л щийся тем, что полимер нагревают до температуры, на 18-30 С меньшей температуры плавления термопластичного полимера. 6.Способ.по П.1, отличаю щ и и с я тем, что полимерную заго-. товку разрезают при изготовлении ; разрезной трубы. о 7.Способ по П.1, отличаюО9 00 щийся тем, что трубу разрезают. 8.Способ по пп. 6 и 7, отличающийся тем, что трубу дополнительно прессуют при нагреве для получения листового продукта. 9.Устройство для получения толстостенной бесшовной жесткой трубы из неориентированного полукристаллического термопластичного полимера, содержащее средства для крепления инструментальной оснастки, контейнерный узел, размещенный в пределах средств для крепления инструментальной оснастки, средства создания давления в контейнерном узле.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

03 А (!9) (11) 4 у11 В 29 0 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И AATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2923398/23-05 (86) PCTJUS 79/00637 () 7. 08. 79 ) (22) 07.05.80 (46) 23.06.85. Бюл. В 23 (31) 941116 (32) 08.09.78 (33) США (72) Альфред P. Остен и Даррэл .

В. Хамфриз (США) (7i) Бетлехем Стил Корпорейшн (США) .(53) 678.027.3 (088.8) (56) 1. Патент США У 3198866, кл. 264-297, опублик. 1965.

2. Патент Франции II 2200107, кл. В 29 Р 3/06, опублик. 1974 (прототип). (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОЛСТОСТЕННОЙ БЕСШОВНОЙ ЖЕСТКОЙ ТРУБЫ ИЗ НЕОРИЕНТИРОВАННОГО ПОЛУКРИСТАЛЛИЧЕСКО-.

ГО ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) I. Способ изготовления толстостенной бесшовной жесткой трубы Hs неориентированного алукристаллического термопластичного полимера гид«. роэкструзией в твердом состоянии полимерной заготовки через экструзионную зону с удлинением заготовки по меньшей мере на 50% в осевом направлении и со смазкой поверхности полимера гидростатической жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения качест« ва труб путем получения ориентированной структуры труб, заготовку расширяют по меньшей мере íà 100% в окружном направлении при нагреве полимера под нагрузкой от температуры деформационной теплостойкости до температуры, меньшей температуры плавления термопластичного полимера.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что окружное удлинение заготовки составляет по меньшей мере 200%.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что осевое удлинение выбрано равным окружному удлинению заготовки.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что полимер нагревают под нагрузкой 4,64 кгс/см до температуры, на 8 С меньшей температуры

0 плавления термопластичного полимера.

5. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что полимер нагревают до температуры, на 18-30 С меньшей о температуры плавления термопластичного полимера.

6. Способ.по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что полимерную заго-. товку разрезают при изготовлении . разрезной трубы.

7. Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что трубу разрезают.

8. Способ по пп. 6 и 7, о т л ич а ю шийся тем, что трубу дополнительно прессуют при нагреве для получения листового продукта.

9. Устройство для получения толстостенной бесшовной жесткой трубы из неориентированного полукристаллического термопластичного полимера, содержащее средства для крепления инструментальной оснастки, контейнерный узел, размещенный в пределах средств для крепления инструментальной оснастки, средства создания давления в контейнерном узле, 1163801 уплотнительные средства в контейнер ном узле для поддержания давления гидростатической жидкости и обеспечения выдавливания пленки гидростатической жидкости на заготовку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества труб путем получения ориентированной структуры труб, оно снабжено приемным узлом, расположенным соосно с контейнерным узлом, удлиняющими средствами для приема экструдата, средствами для смазки и охлаждения экструдированной заготовки в приемном узле, оправкой, образующей с рабочей поверхностью мундштука кольцевой зазор, имеющий последовательно расположенную коническую входную зону, цилиндрическую уплотнительную зону, коническую расши= рительную зону, цилиндрическую калибровочную зону и переходные зоны с плавными поверхностями переходов, причем калибровочная зона кольцевого ,зазора параллельна его уплотнитель ной зоне, а поперечное сечение кольцевого зазора в калибровочной зоне

Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано при изготовлении толстостенных бесшовных труб, листов и изделий, полученных из трубы или листа с улучшенными характеристиками путем твердофазной гидростатической экструзии.

Известен. способ изготовления пластмассовых трубчатых изделий, 16 включающий продавливание по оправке заготовки из термопластичного поли« мера под действием давления плунжера (1), Недостатком данного способа явля- д ется то, что трубчатые продукты, состоящие из термопластичных полимеров, неспособны и не могут быть приспособлены к расширению полимера минимум .на 100% s окружном направлении с обеспечением деформации типа сжатия.

Известный процесс производства шланвыбрано меньше его поперечного сечения в уплотнительной зоне и средний диаметр кольцевого зазора в калибровочной зоне выбран по меньшей мере на 100% большим среднего диаметра кольцевого зазора в уплотнительной зоне, 10. Устройство по п.9, о т л ич а ю щ е е с я тем, что средний диаметр кольцевого зазора в калибровочной зоне выбран по меньшей мере на 200% большим его среднего диаметра в уплотнительной зоне, ll. Устройство по п.9, о т л ич а ю щ е е с я тем, чтов расширительной зоне угол между осью устройства и рабочей поверхностью о мундштука выбран от 15 до 45 а угол между осью устройства и рабочей поверхностью оправки выбран от

50 до 20 о.

12. Устройство по п.9, о т л ич а ю щ е е с я тем, что угол между осью устройства и рабочей поверхо ностью мундштука выбран 30, а угол между осью устройства и рабочей о .поверхностью оправки выбран 40 гов или удлиненных трубчатых продуктов относится к процессам экструзии из расплава или пластикационной экструзии, которые приводят к получению неориентированных продуктов.

Растяжение или вытягивание вызывает неоднородную деформацию сферолитных кристаллических агрегатов в полимерной структуре. Сферолиты разрушаются и наклоняются. Образуются микрополости, микрофибриллы и фибриллы.

Результирующие продукты сильно ориентированы в окружном направлении, но имеют дефекты, образовавшиеся в структуре.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является способ изготовления толстостенной бесшовной жесткой трубы из неориентированного полукристаллического термопластич1163801 ного полимера гидроэкструзией в твердом состоянии полимерной заготовки через экструзионную зону с удлинением заготовки по меньшей мере на 50Х в осевом направлении и со смазкой поверхности полимера тидростатиееской жидкостью (2).

Устройство для осуществления способа содержит средства для крепления .и нструментальной оснастки, контейнерный узел, размещенный в пределах средств для крепления инструментальной оснастки, средства создания давления в контейнерном узле, уплотнительные средства в контейнерном узле для поддержания давления гидростатической жидкости и обеспечения выдавливания пленки гидростатической жидкости на заготовку.

Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечи« вает качественного одновременного расширения в окружном направлении не менее, чем на lOOX и в осевом направлении не менее 50 заготовки, ориентации ее структуры и обработки заготовки в твердом состоянии с одновременным расширением и удлинением путем использования гидростатического давления.

Цель изобретения — повышение качества труб путем получения ориентированной структуры труб.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления толстостенной бесшовной жесткой трубы из неориентированного полукристаллического термопластичногополимера гидроэкструзией в твердом состоянии полимерной заготовки через экструзионную зону с удлинением заготовки по меньшей мере на

50Х в осевом направлении и со смазкой поверхности полимера гидростатической жидкостью, заготовку расширяют по меньшей мере на lOOX в окружном направлении при нагреве полимера под нагрузкой от температуры деформационной теплостойкости до температуры, меньшей температуры плавления термопластичного полимера.Кроме того, окружное удлинение заготовки составляет по меньшей мере 200Х а осевое удлинение выбрано равным окружному удлинению заготовки.

Полимер нагревают под нагрузкой

4 64 гкс/см2 до температуры на 8 или на 18-30 С меньшей температуры плавления термопластичного .полиме-.

5 ра.

Полимерную заготовку разрезают при изготовлении разрезной трубы и трубу разрезают.

Устройство для осуществления

10 способа, содержащее средства для крепления инструментальной оснастки, контейнерный узел, размещенный s пределах средств для крепления инструментальной оснастки, средства созконтейнерном узле уплотнительные средства в контейнерном узле для поддержания давления гидростатической жидкости и обеспе чения выдавливания пленки гидростатической жидкости.на заготовку, снабжено приемным узлом, расположенным соосно с контейнерным узлом, удлиняющими средствами для приема экструдата, средствами для смазки

25 и охлаждения экструдированной заготовки в приемном узле, оправкой, образующей с рабочей поверхностью . мундштука кольцевой зазор, имеющий последовательно расположенные коническую входную зону, цилиндрическую уплотнительную зону, коническую расширительную зону, цилиндрическую калибровочную зону и переходные с плавными поверхностями

З5 переходов, причем калибровочная .зона кольцевого зазора параллельна его уплотнительной зоне, а поперечное сечение кольцевого зазора в калибровочной зоне выбрано меньше его

4О поперечного сечения в уплотнительной зоне и средний диаметр кольцевого зазора в калибровочной, зоне выбран по меньшей мере íà 100Х большим среднего диаметра кольцевого

45 зазора в уплотнительной зоне.

При этом средний диаметр кольцевого зазора в калибровочной зоне выбран по меньшей мере Hà 200Х большим его среднего диаметра в уплот5О нительной зоне.

В расширительной зоне угол между осью устройства и рабочей поверхностью мундштука выбран от 15 до

- 45 или 30, а угол между осью уст55 ройства и рабочей поверхностью onо равки выбран от 50 до 20 или 40

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа в начале

1163801

S5. процесса гядростатической экструзии, разрез)на фиг. 2 - то же, после экструдирования заготовки на фиг. 3 — прокладка с прорезями, вид сверху; на фиг. 4 †. прокладка с канавками, вид сверху; на фиг. 5— вариант выполнения устройства для полунепрерывного процесса гидростатической экструзии; на фиг. 6— устройство после окончания экструзии; на фиг. 7 - нагревательный резервуар, разрез.

Устройство для осуществления способа содержит цилиндрический наружный корпус 1, укрепленные на нем при помощи резьбы прессовые средства, состоящие из цилиндров 2 и 3. Цилиндр 2 выполнен с полостью 4 и осевым отверстием 5. Полый цилиндрический поршень 6 размещен в полости 4 с возможностью передачи усилия пробке 7. Давление подают на поршень 6 от источника (не показан) IIo патрубку 8.

В полости цилиндрического наружного корпуса 1 размещен соосно ему цилиндрический мудштук 9, выполненный с каналом 10 для сброса давления иэ полости ll во время экструзии.

Полость 11 выполнена с большей площадью поперечного сечения, чем промежуточная полость 12.

Для центровки на штоке поршня 6 пробка 7 выполнена в нижней части с выступом. На пробке 7 выполнена также канавка 13, в которой установ лена 0-образное кольцо 14 для сохранения целостности узла подготовки экструдата во время его сборки. Верхняя поверхность пробки 7 выполнена с цилиндрическим выступом 15 имеющим в сечении М -образную Форму.

Палый цилиндрический поршень 16 установлен на пробке 7 и внутри его размещена поршневая головка 17.

Круговая уплотнительная прокладка 18 иэ эластомера установлена для создания седла цилиндрической поршневой головки !7 и также уплотняет полость 19. Цилиндрический выступ 15 пробки 7 выполнен для центрирования поршневой головки 17. Для предотвращения утечки жидкости цилиндрический поршень 16 снабжен уплотнительными средствами 20. В конечной части цилиндрического мундштука 9 уста5

1О

И

4О

50 новлена оправка 21 с образованием кольцевого зазора 22 с рабочей поверхностью мудштука 9.

Кольцевой зазор 22 имеет коническую входную 23, цилиндрическую уплотнительную 24, коническую расширительную 25 и цилиндрическую калибровочную 26 зоны, связанные между собой плавными поверхностями переходов. Калибровочная зона 26 кольцевого зазора 22 параллельна

его уплотнительной зоне 24, а поперечное сечение кольцевого зазора 22 в калибровочной зоне 26 выбрано меньшим его поперечного сечения в уплотнительной зоне 24 ° Средний диаметр кольцевого зазора 22 в ка-, либровочной зоне 26 выбран по меньшей мере на 100Х большим его среднего диаметра в уплотнительной зоне 24. Кроме того, средний диаметр кольцевого зазора 22 в калибровочной зоне 26 выбран по меньшей мере на 200Х большим его среднего диаметра в уплотнительной зоне 24.

В расширительной зоне 25 угол между осью устройства и рабочей поверхностью мундштука 9 выбран от

15 до 45, а угол между осью о устройства и рабочей поверхностью оправки 2) выбран от 50 до 20

Предпочтительно, чтобы угол между осью устройства и рабочей поверхностью мундштука 9 был выбран 30 а угол между осью устройства и рао бочей поверхностью оправки 21 40

Приемный узел экструдата содержит обечайку 27 и установленную в ее полости цилиндрическую попую оправ ку 28. В нижнем конце оправки 28 выполнены радиальные отверстия 29> а верхний конец оправки 28 имеет резьбу 30. В нижней части обечайка 27 выполнена с радиальными отверстиями 31. Между внутренней поверхностью обечайки 27 и наружной поверхностью оправки 28 образована камера 32 для экструдирования полимера.

Оправка 28 отделена.от оправки 21 прокладкой 33 с канавками 34, сообщенными с отверстиями 29 для сообщения полости оправки 28 с камерой 32.

Круговая опорная пластина 35 вы" полнена с наружным диаметром, равным наружному диаметру обечайки 27. Между опорной пластиной 35, поршнем 36

1163801.8 в т гидравлическом:цилиндре 3 и полой пробкой 37 установлена прокладка 38 с прорезями 39.

Для ввода смазочной или охлаждающей текучей среды предусмотрен трубный узел 40. Пробка 37 установлена с образованием канала 41 для смазочной или охлаждающей среды.

Вариант устройства, представленный на фиг. 5-7, относится к полунепрерывному процессу. Это устройство содержит прямоугольный резервуар 42 r. открытым верхом для гидростатической и смазочной жидкости. Поршень 43 выполнен с воэможностью перемещения через отверстие 44 в,стенке резервуара 42. Для предотвращения утечки горячей жидкости предусмотрено yriлотнение 45. Один конец поршня 43прикреплен (не показано) к гидравлическим средствам. В полости 46 смонтирована пружина 47. Рабочая поверхность мундштука 48 состоит из формующей 49, второй формующей 50 и промежуточной 51 зон. При этом последняя зона соединяет зоны

49 и 50. Мундштук 48 установлен в

1 отверстии 52 боковой стенки резервуара 42. В полости 53 мундштука 48 установлена оправочная головка 54 с углублением 55, в котором смонтирована оправка 56 для устранения какого-либо перемещения оправочной головки 54. Другой конец оправки

56,сообщен с гидравлическим цилиндром (не показан), Оправка 56 смонтирована с возможностью свободного перемещения через отверстие 57 в отделительной пластине.58.

Наклонный скат 59 (фиг.7) выполнен для подачи заготовки 60 в нагретую жидкость. Подача заготовки 60 осуществляется пальцами манипулято(а 61, Способ изготовления трубы осуществляется следующим образом.

Заготовку из полукристаллического термопластичного полимера, например иэ изотактнческого полипропиле на, вставляют в мундштук 9 так, чтобы наружная поверхность заготовки контактировала с формующей поверх. ностью. Носовая часть оправки 21 вставляется В отверстие заготовки с обеспечением плотной посадки.

В контейнерный узел запивают определенное количество гидростати- .

- ческой жидкости, например касторового масла, помещают его в печь дотвращают боковое и осевое смещения оправки 21 и другой инструментальной оснастки в прессе во время экструзии. Одновременно гидравлическое давление подают к поршню 6, в цилиндре 2, который в свою очередь передает давление на пробку 7 и по3S лый поршень !6 и создает давление жидкости. Первоначально жидкость

40 и заготовка сжимаются под действием усилия, создаваемого в цилиндре 2. Когда заготовка и жидкость бу" дут полностью сжаты до давления около 520 кгс/см или выше, начинает-, г

45 ся экструзия. Давление остается относительно постоянным на протяжении всего времени экструзии.

Во время экструзии часть гидростатической жидкости образует тонкую пленку между поверхностями заготовки и поверхностями оправки 21 и мундштука 9 соответственно, обес- печивая смазку заготовки во время ее экструзии, Смазочную и охлаждающую текучую среду, предпочтительно воздух под давлением, например, от 2,81 до 6,33 кгс/см подают в камеру 32 через полость

И .

55 (не показано) и нагревают до темпе, ратуры между температурой деформационной теплостойкдсти под нагрузкой 4,64 кгс/см и температурой, которая на 8 С ниже экспериментальа ной температуры плавления полимера, например в случае полипропилена о температура равна 129 С. Поршневую головку 17 и уплотнительную проклад-!

0 ку 18 предварительно нагревают до той же температуры. После достижения требуемой температуры поршневую головку 17 и прокладку 18 вставляют в нижнюю часть поршня 16.

IS Пробку 7 и кольцо 14 также нагревают до требуемой температуры и выступ

15 вставляют в поршень 16. При-;. емный узел с оправкой 21 также нагревают. Оправку 21 центрируют.

20 Гидравлический цилиндр 3 завинчивают по месту в открытом верхнем конце корпуса 1. Трубный узел 40 помещают на место и соединяют с источником текучей среды, например

25 сжатого воздуха, который вводят в приемный узел. Гидравлическое давление, равное 633 кгс/см, создают

2 с помощью гидравлического цилиндра

3, который зажимает пресс под наг- рузкой 26,6х10 Н (30 тс), и пре4

1163801

10 оправки 28 и радиальные отверстия

29. Воздух образует стекающую пленку или подушку между экструдатом и поверхностью оправки 21 с целью смазки экструдата. S

Текучая среда проходит вдоль полости оправки 28 и камеры 32 к радиальным отверстиям 31 для охлаждения экструдата. Затем среда течет по каналу 41 и выходит из 10 устройства через верхнюю часть гидроцилиндра 3.

Использование смазочной и охлаждающей текучей среды обеспечивает получение гладкой, не имеющей морщин 15 поверхности и стенок изделия однородной толщины. Спустя некоторое время, например около минуты, пос. ле экструзии заготовки производят сброс гидравлического давления в 20 гидравлических цилиндрах 2 и 3, Гидравлический цилиндр 3 извлекают из устройства. Приемный узел и экструдат выводят иэ пресса..Часть заготовки остается неэкструднрованной и 25 остается на,оправке 21. Экструдат отделяют от неэкструдированной части режущим инструментом, например отделительным ножом (не показано). 30

При осуществлении способа (фиг.5) жидкость нагревают внутренними или внешними средствами, например нагревательным змеевиком (на показан), до температуры, которая соответствует интервалу от температуры деформационной теплостойкости под нагрузкой

4;64 кгс/см до температуры, которая

2 на 8 С ниже экспериментальной температуры плавления полимера. Частич- 40 но экструдированная заготовка удерживает оправочную головку 54 по месту во время выброса продукта и в процессе помещения на место нагретой заготовки для экструзии. 45

Экструдат снимают с оправки 56 путем ее вывода через отверстие 57экструдат оказывается удаленным из аппарата.

Фиг.6 показывает заготовку в полости 53. Давление прилагают к заготовке с помощью поршня 43 под действием гидростатической жидкости.

Вначале производится сжатие заготовки до тех пор, пока не будет достиг- 55 нуто давление, при котором заготовка начинает выдавливаться на оправку 56. Заготовка удлиняется одновременно в окружном и осевом направлениях. Расширение в окружном направлении минимум 100Х и предпочтительно — минимум 200Х. Осевое удлинение может быть меньшим, чем окружное расширение, но предпочтительно, чтобы осевое удлинение было равным минимум 50%, а предпочтительно 100Х окружного расширения.

Можно использовать сплошную заготовку и оправки различных форм и размеров.

Во всех случаях заготовка должна подвергаться экструзии в твердом состоянии и одновременно удлиняться как в окружном, так и.в осевом направлениях при окружном расширении около 100Х (предпочтительно 200X).

Окружное и осевое удлинение заготовки из термопластичного полимера регулируется сходящейся площадью поперечного сечения и расходимостью кольцевого отверстия, через которое производится экструзия заготовки.

Во всех случаях экструзии увеличение внутреннего и наружного диаметров заготовки трубы должно быть достаточным для расширения средней окружности массы полимера минимум на 100Х (предпочтительно на 200X).

Часть пресса, в которой производится сборка заготовки справочной головки и подача гидростатической жидкости, нагревается до температуры в диапазоне от температуры деформационной теплостойкости под нагрузкой 4 64 кгс/см до темпераг

1 о туры, которая на 8 С ниже экспериментальной температуры плавления полимера. Экспериментальная температура плавления полимера представляет собой температуру, при которой происходит плавление полимера и он больше не находится в кристаллическом состоянии. Экспериментальная температура плавления. меняется для каждого полимера, поэтому температура, до которой каждый термопластичный полимер нагревают до экструзии, также меняется.

Термопластичный полимер экструдируют под давлением и при скорости деформации, которые соответствуют сложившейся практике проведения экст рузии и способствуют устранению поверхностного отрыва, потерь размерного контроля и плавления термопластичного полимера. При экструзии тем1163801

12 пература, давление, скорость деформации и степень удлинения являются взаимозависимыми факторами, поэтому, если три параметра являются конкретизированными, четвертый— 5 фиксируется. Максимальная скорость экструзии является функцией экструдируемого термопластичного полимера, температуры, при которой происходит . экструзия, и степени удлинения термо- 1О пластичного полимера. Скорость экструзии может быть выражена в виде средней скорости деформации, которая определяется как произведение окружногр и осевого удлинения, деленное IS на время, требуемое для прохождения термопластичного полимера через зону расширения. Так, например, наивысшая скорость деформации, наблюдавшаяся для успешной экструзии полой 20 заготовки из изотактического полипропилена, которая имеет наружный диаметр 2,54 см и длину 12,7 см, толщину стенки 0,67 см, при температуре 113 С в трубу, которая имеет на- 25 ружный диаметр 5,08 см, длину

17,78 см и толщину стенки 0,14 см при коэффициенте окружного расширения 2,6 и коэффициенте осевого удлинения 1, 9, составляет 8 с . В прак-ЗО тическнх условиях возможно экструдирование заготовки из изотактического полипропилена.в трубу, имеющую диаметр 40,64 см при скорости

-f пеформации 6,7 с что дает производительность около 10884 кг/ч.

Термопластичный полимер экструдивуют по конической оправочной головке через кольцевое отверстие, обра-. зованное наружной поверхностью опра- 40 вочной головки и поверхностью мундштука. Несмотря на то, что оправочная головка и мундштук имеют расходя. щуюся геометрию, образованное их рас. ходящимися поверхностями .кольцевое отверстие имеет сходящуюся площадь поперечного сечения. Тем самым полимер одновременно расширяется в ок-,, ружном и удлиняется в осевом направлениях, что ведет к получению трубы, $0 которая имеет больший наружный диаметр, большую длину и меньшую в площади поперечного сечения толщину стенки, чем исходная заготовка. Расходимость кольцевого отверстия $5 регулирует окружное расширение или удлинение, тогда как сходимость IIQверхностей отверстия, т.е ° сходимость площади поперечного сечения, управляет осевой деформацией или удлинением.

Пример 1. Прутки изотактического полипропилена иэ гомополимера марки "Моплен Р 004M" получают экструзией расплава и механической обработкой с доведением наружного диаметра до 2,54 см. Полимер. имеет плотность 0,909, кристалличность 68 ЗХ, экспериментальную темь э о пературу плавления 168 С, индекс текучести расплава 0,4 дг в минуту, предельную прочность на растяжение г

387 кгс/см и ударную вязкость на

z о растяжение 3,55:Дж/см при 24 С.

Прутки делят на заготовки длиной 12,7 см и сверлят с получением осевого отверстия 1,2 см. Заготовку помещают в узел размещения заготовки и заливают 69 мл касторового масла. Прямой конец оправки диаметром

1,27 см вставляют под нагрузкой в отверстие заготовки. Поверхностями оправки и мундштука. образованы отверстия, имеющие сходящиеся стенки, сходящуюся площадь поперечного сечения и расходящийся диаметр, имеющие входную часть внутренним диаметром 1,27 см и наружным диаметром 2,51 см и выпускную часть внутренним диаметром 5,08 см и наружным диаметром

5,32 см.

Узел размещения заготовки помещают в печь и выдерживают 160 мии для прогрева всех частей и материалов узла до 129 С. Узел вынимают из печи о и помещают в устройство для периодической экструзии и экструзионное устройство собирают для проведения экструзии. Давление на заготовку, передаваемое с помощью касторового масла, повышают от 0 до 600 кгс/см

Я при котором заготовку экструдируют через отверстие в узел приема экструдата. В этом примере экструдат не сказывали и не охлаждали текучей средой, вводимой в камеру экструдата.

Полимер несколько восстанавливается, что ведет к утолщению стенки и уменьшению длины изделия. Однако признаки образования морщин не наблюдаются и стенка имеет однородную толщину, которая не меняется более, чем на

+107 по длине или окружности изделия.

Труба имеет длину 13,9 см, наружный диаметр 4,94 см,внутренний диаметр

4,76 см (1,875 дюйма) и толщину стен!

1163801

Предельная Модуль прочность упругона растяже- сти ние

Направление растяжения

Ударная вязкость на растяжение при

24 С (75 С) Окружное (фунт/дюйм ) (кгс/см ) (футо-фунт/дюйм )

2 (Лж/с )

Осевое (фунт/дюйм ) (кгс/см ) (футо- унт/дюйм ) (Дк/см ) 32 9х 10

О, 20х10

766

3,2х10

0,23х!0

964

310

65 ки 0,089 см. Около 5,08 см полимера остается в узле размещения заготовки. Толщина стенки составляет 1,8 наружного диаметра. Окружное удлине.— ние составляет 2,6 или 1603, а осевое удлинение - 2,6 или 160Х.

Кэ трубы вырезают образцы для,ис.пытания на прочность и ударную вязкость при растяжении в окружном и осевом направлениях. Результаты испы-.10 тания приведены в таблице.

Ориентированная окружная предельная прочность, равная 766 кгс/см, в

l,9 раза выме неориентированиой окружной предельной прочности на рас-15 тяжение, равной 387 кгс/см . Ориент тированиая окружная ударная вязкость на растяжение, равная 38 Дж/см2 при

24оС, в 8,2 раза вьипе окружной ударной вязкости при растяжении, равной 20

4,6 Дж/см при 24 С для неориентированной трубы,. изготовленной с помощью известного пластикационного мето-, да.

Образцы трубы полируют, травят и ис-.; следуют с помощью предлагаемого метода. Микроструктура состоит иэ пластинчатых или вафпеобразных сферолитных кристаллических агрегатов при наблюдении на поверхности радиальной плоскости трубы. При наблюдении на поперечных поверхностях микроструктура проявляет относительйо тонкие плас-тинки, удлиненные в окружном и осе" вом направлениях, и ориентированные

II плоскости трубы, Использование изобретения позволит получать различные изделия путем деформации заготовок в твердом состоянии, микроструктура которых лишена микрополостей и фибPHJIJI

1 163801

1163801

Фиг..У!!63801 ф 60 3Г б0Ю ЮEI

Составитель M. Фитисова

Редактор А.Шишкина Техред T.Ìàòo÷êà Корректор C.(Ïeêìàð

3ак аз 4 1 15 /57,Гираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4