Пластическими массами, или пластиками, называются материалы, способные в нагретом состоянии приобретать пластичность, т. е. легко принимать заданную форму какого-либо изделия и ее сохранять. Пластмассы в подавляющем большинстве являются материалами органического происхождения. Они состоят из связующего вещества, наполнителей, пластификаторов и других составляющих (красители, стабилизаторы). Связующими веществами являются синтетические смолы.
Рис.104 Гидравлический пресс (разрез): 1- рабочий цилиндр в который подается под давлением вода, 2- рабочий плунжер, передающий давление на подвижную плиту, 3- подвижная плита, 4- неподвижная плита, 5- колония, 5- колонны, 6- выталкивающий цилиндр, 7- выталкивающий плунжер, 8- цилиндр обратного действия, 9- плунжер обратного действия, поднимающий подвижную плиту после прессования.
В качестве наполнителей обычно используют древесную муку, слюдяной порошок, асбестовые и стеклянные волокна, бумагу и ткани. Наполнители, будучи связаны и пропитаны синтетическими смолами или другими связующими веществами, обусловливают повышенную механическую прочность пластмасс, увеличивают их нагревостойкость (стеклянные и асбестовые волокна) и уменьшают объемную усадку пластмасс.
Пластификаторы вводятся в пластмассы для уменьшения их хрупкости, а также для повышения их морозостойкости. Однако будучи введены в больших количествах, они приводят к понижению теплостойкости и механической прочности пластмассовых изделий. В качестве пластификаторов применяют олеиновую кислоту, касторовое масло, стеарин и др.
Красители придают пластмассам и изделиям из них определенную окраску. В электроизоляционные пластмассы красители вводят редко, так как они ухудшают электроизоляционные свойства пластмасс.
Стабилизаторы — вещества, вводимые в пластмассы, способствуют длительному сохранению основных свойств пластмасс. В зависимости от физико-химической природы связующего (смолы и др.) пластмассы и изделия из них разделяют на термопластичные и термореактивные. Термопластичные пластмассы после прессования переходят из пластического в твердое состояние лишь после их охлаждения, но при нагревании вновь становятся пластичными.
Рис. 105. Пресс-форма (разрез) : 1-верхний пуаксок,2- прессуемое изделие, 3- матрица, 4-нижний пуаксок,5-выталкиватель, 6- плита пресса.
Термореактивные пластмассы переходят при горячем прессовании в твердое состояние и в дальнейшем не размягчаются от нагревания.
Термореактивными являются пластмассы на основе резольных и других смол.
Термопластичными являются пластмассы на основе полистирола, поливинилхлорида и других термопластичных связующих. Есть пластмассы холодного прессования, которые прессуются без нагрева, но полученные из них изделия необходимо затем запекать в печах при повышенных температурах.
Литые пластмассовые изделия обычно не имеют наполнителей. Они изготовляются методом литья под давлением.
Изделия из пластмасс получили весьма широкое распространение в технике и в быту. Этому способствуют их малый удельный вес (1—3 г/см3), высокие физико-механические свойства и простота изготовления из них изделий сложной формы. Метод прессования изделий из исходной порошкообразной массы позволяет получить изделия с помощью одной операции за небольшое время. Поэтому пластмассы — это материалы массовых изделий, таких, как выключатели, патроны кнопочные, переключатели, каркасы катушек и т. п.
Пластмассовые изделия прессуют из пресспорошков, которые производят заводы-поставщики. Пресспорошки представляют собой порошкообразные вещества, состоящие из связующего (смолы и др.), наполнителей, красителей и других веществ, входящих в состав пластмассы.
Прессование изделий осуществляется с помощью гидравлических прессов в специальных приспособлениях, называемых пресс-формами (рис.105). Пресспорошок в определенном количестве загружается в подогреваемую пресс-форму.
Пресс-формы для массовых изделий малого габарита имеют несколько гнезд, что позволяет за одно прессование получить сразу несколько изделий. Дозировка и засыпка порошка в пресс-форму осуществляется автоматически.
Рис. 106. Схема работы машины для пресслитья: 1- бункер, 2-плунжер, 3-камера для подогрева, 4-пресс-форма, 5-сопло, 6-изделие
Иногда для удобства прессования из пресспорошка вначале изготовляют заготовки — круглые таблетки, прессуемые при относительно небольших давлениях.
Их затем подогревают и закладывают в стальные пресс-формы, в которых окончательно оформляют изделие прессованием.
На (рис. 104) показан разрез гидравлического пресса. Пресс-форму, наполненную пресспорошком или изготовленными из него таблетками, устанавливают на нижнюю неподвижную плитку 4 и с помощью воды, подающейся под давлением в цилиндр 1, на пресс-форму опускают подвижную плиту 3. Разогретый порошок или таблетка сжимается, растекается в пресс-форме, и изделие отпрессовывается. Для каждого вида пластмассы и каждого изделия устанавливается время запрессовки и удельное давление.
Если прессуется изделие из термореактивной пластмассы, то нагретая и отпрессованная в изделие пластмасса за время пребывания под прессом переходит в неплавкое состояние. В этом случае изделие можно извлечь из пресс-формы после снятия давления, не дожидаясь его охлаждения. Это экономит энергию на повторный нагрев пресс-формы и сокращает время на прессование. При прессовании изделий из термопластичной пластмассы этого сделать нельзя, так как изделие находится до его охлаждения в пластическом состоянии. В этом случае отпрессованное изделие должно еще пробыть некоторое время в пресс-форме, пока оно не охладится проточной водой, проходящей через внутренние каналы пресс-формы.
Пластмассовые изделия изготовляют и другими способами. Из термопластичных пластмасс изделия изготовляются методом литья. На (рис. 106) показана схема литьевой машины. Из бункера 1 термопластичный материал подается в камеру 3 для подогрева до пластического состояния. Затем плунжером 2 он выдавливается через сопло 5 в охлаждаемую пресс-форму 4. Здесь изделие формуется и охлаждается, после чего пресс-форма отодвигается и изделие выгружается из нее.
Рис. 107. шприцевальной машины.:1-стажная гайка, 2,5 – рубашка, 3,6-камера для подогрева, 4- фланеп, 7- камера для охлождения, 8-бункер, 9- шнек
После этого плунжер перемещается в обратную сторону, открывая камеру для поступления из бункера новой порции прессовочной массы. Затем процесс прессования повторяется. Такая автоматизированная литьевая машина имеет высокую производительность. В случае термореактивных масс пресс-форма, в которой формуется изделие, обогревается, в результате чего ускоряется отвердевание изделий.
Изделия простой формы — трубки, стержни, прутки — можно получать методом непрерывного выдавливания подогретой массы бесконечным винтом через сопло. На (рис. 107) представлена схема основной части такой машины.