Способ получения полимерных ориентированных полых изделий из полиолефина или поливинилхлорида

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗПОЛИОЛЕФЙНА ИЛИ ПОЛИВИНШШ10РИДА конвекционным нагревом предварительно сформованных заготовок, ориентацией и поверхностным охлаждением для фиксации изделия, отличающий с я тем, что, с целью повьнпения термоусадки изделий, заготовки нагревают до температуры на 15-20% выше температуры текучести полимера, затем охлаждают до состояния, при котором максимум кривой распределения температуры по толщине заготовки расположен от охлаждаемой поверхности на расстоянии 0,1-0,8 толщины заготовки, после чего начинают ориентацию. . ..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ЗсЬВ В 29 С 17/07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

140 УХО Ng 17

@Ь» . У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР1ЫТИЙ (21) 2539502/23-05 (22) 03.11..77 (46) 23. 12.84. Бюл. Ф 47 (72) М.С, Акутин, P.Ï. Брагинский, С.Б. Веселовский, С.С. Дашевская, Г.И. Иещанов и Л.А. Рудобельская (53) 678,7(088, 8) (56) 1. Copper Е.R. Heat Shrinkable

Plastics — Е1ectrical Reviev,vol.177, М 1, 1965, р, 13-15.

2. Авторское свидетельство СССР

В 325780, кл. В 29 С 17/02, 1970 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ПОДУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ

ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

Eg у

f8

47

Юб Ю ф

ХЮ

Щ ф1

ПОЛИОЛЕФИНА ИЛИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА конвекционным нагревом предварительно сформованных заготовок, ориентацией и поверхностным охлаждением для фиксации изделия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения термоусадки изделий, заготовки нагревают до температуры на 15-20Х выше температуры текучести полимера, затем охлаждают до состояния, при котором максимум кривой распределения температуры по толщине заготовки расположен от охлаждаемой поверхности на расстоянии 0,1-0,8 толщины заготовки, после чего начинают ориентаФ цию г Щ

720896

Изобретение относится к технологии формования пластических материалов обработкой предварительно сфор- мованных заготовок, в частности к способам изготовления ориентированных полимерных изделий, которые применяются в электротехнике, радиотехнике, электронике и технике связи для электрической изоляции, а также в газовой, химической, нефтехимической 10 и других отраслях промышленности для герметизации и упаковки.

Известен способ изготовления ориентировайных трубок из термопластичных материалов, включающий их струк, турйрование, нагрев, ориентацию путем раздува и охлаждение Я .

По этому способу охлаждение изделий, исходя из принятой последовательности технологических операций, осуществляют после раздува заготовки.

В результате этого напряжения, создаваемые в полимерном материале и оп- ределяющие эффективность последующей 25 термоусадки, значительно релаксируют.

Таким образом, изделия, изготавливаемые по этому способу, обладают сравнительно низкой эффективностью термоусадки.

Наиболее близкий к изобретению способ получения полимерных,ориентированных изделий, например, из поз лиолефина или поливинилхлорида кон-, векцйонным нагревом до температуры текучести полимера предварительно. сформованных заготовок, ориентацией и поверхностньм охлаждением для фик- . седии формы изделия (2) . По этоиу способу охлаждение изделий мажет начинаться в процессе их ориентации.

Возможность охлаждения изделия в процессе его ориентации повышает уровень остаточных напряжений, создаваемых в полимере при ориентации, и повышает эффективность последующей

45 термоусадки изделий по сравнению с этий показателем изделий, полученных по предыдущему способу. Однако и в этом сл-чае фактическая эффективность термоусадки изделий, полученных по прототипу, ниже достигаемой теоретически, исходя из температурно-временных параметров термоориентации полимерных изделий.,55

Цель изобретения — повышение термоусадки ориентированных полимерных .изделий.

Цель достигается тем, что заготдвки нагревают до температуры на

15-20% выше температуры текучести полимера, затем охлаждают до состояния, при котором максимум кривой распределения температуры по толщине заготовки расположен от охлаждаемой поверхности на расстоянии 0,10,8 толщины заготовки, после чего начинают ориентацию, На фиг. 1 показан график зависи-, мости скорости термоусадки (в относительных единицах) от .температуры усадки для трубок из полиэтилена высокой плотности, изготовленных по способу-прототипу (кривая 1) и по предлагаемому способу (кривая 2); на фиг. 2 — график той же зависимости для трубок из полиэтилена низкой плотности, изготовленных по способу-прототипу (кривая 3) и по предлагаемому способу (кривые 4-8); на фиг. 3 — график зависимостей скорости термоусадки от температуры. усадки для трубок из поливинилхлорида, изготовленных по способу-прототипу (кривая 9) и по предлагаемому (кривая 10), и для трубок из сополимера этилена с пропиленом, изготов ленных по способу-прототипу (кривая

11) и по предлагаемому способу (кривая 12).

Технология способа состоит в

1 следующем. С устройства для подачи сформованную заготовку, например трубку из термопласта, направляют в нагревающий калибр, где нагрева- ют до температуры на ее поверхности, соприкасающейся с поверхностью калибра или непосредственно контактирующей с жидким или газообразным теплоносителем, на 15-20% вьппе температуры течения полимера. При дальнейшем продвижении трубка попадает в охлаждающий калибр, где происходит ее охлаждение со стороны поверхности, контактирующей с калибром (теплоносителем). Длину охлаждающего калибра (зоны охлаждения) и скорость транспортирования изделия выбирают таким образам, чтобы поверхность изделия, контактирующую с охлаждающим калибром, охладить приблизительно до температуры течения полимера. Из охлаждающего калибра трубку подают в формующий калибр, в котором происходит термоориентация трубки путем раздува и охлаждение ее до

3 7208 температуры, достаточной для фиксации формы трубки, осуществляемое за счет отвода тепла через соприкасающуюся с трубкой поверхность калибра (теплоносителя), При этом трубка

5 расширяется и принимает размеры формующего калибра. Раздув трубки производят под действием вакуума и/или под воздействием внутреннего давления, подаваемого от устройства для 10 поддува. По выходе из формующего калибра трубка поступает на приемный барабан.

Распределение температуры по тол- щине изделия определяют либо непос- 15 редственным измерением температуры на специально изготовленном макете изделия с помощью термодатчиков, расположенных на различном расстоянии по толщине макета, либо расчет- 20 ным путем, исходя из температуры: поверхности изделия при входе его в охлаждающий калибр и выходе из него.

Регулирование положения максимума кривой распределения температуры по " 25 толщине изделия осуществляют--подбором скорости транспортирования изделия, температуры нагревающего калибра, длины охлаждающего калибра и температуры охлаждающих жидкости или З0 газа (калибра).

Ниже приведены примеры осуществле- - ния предлагаемого способа.

96 4 этого трубку направляют в формующий калибр, где ее раздувают под действием избыточного давления 1,2-0,1 ати и охлаждают для фиксации формы. Скорость транспортирования трубки

14 м/мин при длине охлаждающего калибра 1,5 м.

Пример 3 ° Трубку с наружным диаметром 2 мм и толщиной стенки

0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии, описанной в примере 2. При этом температура нагревающего калибра 190+5 Ñ, т.е. на 18% выше температуры текучести полимера, температура наружной поверхности трубки по выходе охлаждающего калибра 160-5 С, скорость

+ о транспортирования трубки 10 м/мин, а длина охлаждающего калйбра 1 м..

Пример 4. Трубку с наружным диаметром 2,мм и толщиной стенки

0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии, описанной в примере 2. При этом температура нагревающего калибра 185-5 С, е т,е. на 157 выше температуры текучести полимера, температура наруж- ной поверхности трубки по выходе из охлаждающео калибра 160-5 С, скорость транспортирования трубки

13 м/мин, а длина охлаждающего калибра 1,5 м.

Пример 5. Трубку с наружным

Пример 1. Трубку с наружным диаметром 4 мм и толщиной стенки 35 ,0,7 мм из полиэтилена высокой плотности подают в нагревающий калибр, имеющий температуру 210+5 С, т.е. на

207. выше температуры текучестй полимера, а затем в охлаждающий калибр, 40 где трубку охлаждают с поверхности до температуры 180-5 С. После это+ о го трубку направляют в формующий калибр, где ее раздувают под действиемизбыточного давления 1,5+0,1 ати и. 45 охлаждают для фиксации формы. Скорость транспортирования трубки

6 м/мин при длине охлаждающего калибра 1 м. Пример 2. Трубку с наружным 50 диаметром 2 мм и толщиной стенки,.

0,6 мм из полиэтилена низкой плотности подают в нагревающий калибр, имеющий температуру 185+5 С, т.е. на

157 выше температуры текучести по- " 55 лимера, а затем в охлаждающий калибр, где трубку охлаждают с поверх ности до температуры 160g5 С. После диаметром 2 мм и толщиной стенки

0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии, описанной в примере 2. При этом температура нагревающего калибра 185-5 С, + o т,е. на 157 выше температуры текучести полимера, температура наружной

/ поверхности трубки по выходе из охлаждающего калибра 160-5 С, скорость, + о транспортирования трубки 12 м/мин, а длина охлаждающего калибра 1,5 м.

Пример 6. Трубку с наружным диаметром 2 мм и толщиной стенки

0,6 мм из полиэтилена низкой плотности обрабатывают по технологии, описанной в примере 2. При этом температура нагревающего калибра 1901 о

+5 С, т.е. íà 187, выше температуры текучести полимера, температура наружной поверхности трубки по выходе из охлаждающего калибра 160 5 С, скорость транспортирования трубки

11 м/мин, а длина охлаждающего калибра 1,3 м.

720896

Пример. 7. Трубку с наружным диа-

>метром 2 мм и толщиной стенки 0,6 мм

:из поливинилхлорида подают в нагревающий калибр, имеющий температуру

155х5 С, т.е. íà 20Х выше температуры g текучести полиМера, а затем в охлаждающий калибр, где трубку охлаждают с

+ о поверхности до температуры 130-5 С.

После этого трубку направляют в формуняций калибр, где ее раздувают под 10 действием избыточного давления

1,0 0, 1 ати и охлаждают для фиксации формы, Скорость транспортирования трубки 10 м/мин при длине охлаждающего калибра 1,5 м. 15

П р И М е р 8. Трубку с наружнЫм диаметром 2 мм и толщиной стенки

0,6 мм из сопою1имера этилена с пропиЛеном (содержание пропнленовых звейьев 7X) обрабатывают по техно- 20 логии, описанной в примере 2. При этом температура нагревающего калибра. 200 5 С, т.е. íà 19Х вьппе температуры текучести полимера, температура наружной поверхности трубки 25 но выходе из охлаждающего калибра

170 5 С, скорость транспортирования трубки 5 м/мин, а длина охлаждающего калибра.

Как следует из фиг. 1, где кри- 30 вая 2 соответствует характеристикам, трубок, полученных.по примеру 1, предлагаемый способ позволяет получить ориентированную трубку, эффективность термоусадки которой . пр4йьйпаеФ аналогичную характеристику трубки, изготовленной по способупрототипу (кривая 1): температура начала усадки несколько снижается, а скорость усадки несколько возрас- вЂ,10 тает во всем температурном диапазоне.

Из фиг, 2, где кривые 4-8 изображают соответствующие характеристики трубок, изготовленных по предлагае-

1 мому способу при режимах, описанных в примерах 2-6, в которых подбором температурно-временных параметров нагрева и охлаждения трубок перед ориентацией обеспечивают сдвиг макси ,мума кривой распределения тейпературы по толщине стенки трубки от ее наружной поверхности на расстояние, равное соответственно 0 1 0,8;

0,2; 0,5,и 0,7 толщины стенки трубки, следует, что оптимальные свойства получают при сдвиге максимума кривой распределения температуры по толщине- стенки трубки от ее наружной поверхности на расстояние, равное

0,2-0,7 толщины стенки трубки. В то же время трубки, изготовленные по предлагаемому способу, независимо от расположения максимума кривой распределения температуры по толщине стенки трубки превосходят по своим термоусаживаемым свойствам аналогичные характеристики трубок, изготовленных по способу-прототипу (кривая 3).

Из фнг. 3, где кривые 10 и 12 соответствуют характеристикам трубок, полученных по примерам 7 и 8, следу» ет, что эффективность термоусадки ориентированных трубок, изготовленных из поливйнилхлорида и сополимера этилена с пропипеном по предлагаемому способу, вьппе аналогичной характеристики трубок, изготовленных из тех же полимеров по способу-прототипу (кривые 9 и 11).

Таким образом, предлагаемьй.способ позволяет получать ориентированные полимерные изделия, обладающие более высокими, термоусаживаемыми свойствами по сравнению с этим показателем изделий, полученных по известному способу. т