Обоснование выбора режимов формования поливинилхлоридных стереотипов

Категория:
Полимерные формы


Обоснование выбора режимов формования поливинилхлоридных стереотипов

Пластмассовые формные материалы обладают неодинаковой способностью к формованию, поэтому их переработка проводится при разных условиях (температура, время нагрева, давление). Однако в каждом термопласте при нагреве в присутствии кислорода воздуха происходят большие или меньшие изменения структуры, и, как следствие, ухудшаются физико-механические свойства. По мере повышения температуры ослабляется межмолекулярное взаимодействие в полимере, и образованные ранее надмолекулярные структуры постепенно разрушаются вследствие увеличения теплового движения сегментов макромолекул. При температуре плавления способность к взаимному перемещению получают уже целые макромолекулы с полным нарушением всех надмолекулярных и кристаллических структурных образований. Под давлением формования происходит вязкое течение полимера. В период выдержки полимера под давлением между охлаждаемыми плитами в зависимости от скорости отвода тепла в результате взаимодействия между молекулами образуются новые надмолекулярные структуры: при постепенном охлаждении могут преобладать упорядоченные и даже кристаллические структурные образования, при быстром отводе тепла — аморфные. При формовании в открытой пресс-форме макромолекулы полимера, обладающие определенной реакционной способностью, взаимодействуют с кислородом воздуха (термоокислительный процесс) или друг с другом (структуру звание), что сказывается на физико-механических свойствах отпрессованных стереотипов.

Поливинилхлоридный формный материал отличается невысокой термостабильностью. Под воздействием температуры, кислорода воздуха, давления в макромолекулах ПВХ происходит серия превращений, что и определяет эксплуатационные свойства пластмассовых печатных форм. Переработка ПВХ формного материала осуществляется при температуре, превышающей температуру разложения ПВХ, поэтому необходимо учитывать одновременное влияние термоокислительного и механического воздействий. При нагревании выше 170°С в ПВХ протекает реакция дегидрохлорирования с образованием в молекулах блоков с сопряженными связями и элиминированием НС1. Резкое возрастание выхода летучих (в большей части НС1) наблюдается при 200°С. При деструкции ПВХ окраска полимера изменяется от желтой до коричневой и черной, что вызывается увеличением содержания сопряженных связей и удлинением сопряженных участков.

С целью определения оптимальных режимов формования поливинилхлоридных стереотипов Ленфилиалом МПИ выполнены исследования образцов винипласт-Ь + пластикат, отформованных с варьированием температуры плит нагревательного устройства от 130 до 190 °С и времени прогрева пресс-пакета от 5 до 30 мин. Критериями свойств образцов являлись разрушающее напряжение при разрыве, относительное удлинение и износостойкость. При 130° С поливинилхлоридный формный материал в условиях испытаний (пресс ПХ-180А) не удалось перевести в вязкотекучее состояние, и винипласто-вая пленка с пластикатом или линолеумом не спрессовалась. Образцы с максимальными прочностными свойствами получены при 150 °С после 15 мин прогрева пресс-материала. Разрушающее напряжение образцов, прессование которых проведено после 20 и 25 мин нагрева при 150 °С, снизилось с 250 до 200 кгс/см2 (с 25 до 20 МПа). Относительное удлинение, характеризующее гибкость печатных пластмассовых полос, уменьшилось со 140 до 94% (20 мин) и до 45% (25 мин). Снижение прочности и гибкости поливинилхлоридных образцов (винипласто-вая пленка+пластикат), прессование которых проведено при большей длительности прогрева пресс-пакета, объясняется недостаточной термостабильностью формного материала и началом процесса термоокислительной деструкции ПВХ.

Износостойкость образцов уменьшается с увеличением продолжительности прогрева поливинилхлоридного формного материала.

При температуре нагрева 170° С поливинилхлоридного формного материала максимальная прочность отпрессованных образцов достигается в результате 5-минутной выдержки пресс-пакета в нагревательнрм устройстве. Нагрев в течение 15 мин при 170СС приводит к снижению прочностных свойств: относительное удлинение уменьшается со 140 до 63%. Окраска образцов также изменяется (от светло-желтой до коричневой). Еще большая разница в свойствах образцов, отпрессованных при 190 °С в течение 5 и 15 мин: разрушающее напряжение соответственно 240 и 146 кгс/см2 (24 и 14,6 МПа) и относительное удлинение 150 и 27%. Износостойкость образцов резко снижается с увеличением температуры и времени нагрева поливинилхлоридного формного материала. По итогам испытаний поливинилхлоридных образцов лучшие режимы нагрева пресс-пакета: при 150 °С 15 мин и при 170°С 5 мин. Нагрев пресс-пакета до 190 °С при незначительном колебании температуры (из-за неточно работающих терморегулирующих приборов) вызовет резкое ускорение реакции дегидрохлорирования формного. материала с соответствующим ухудшением свойств стереотипов. Повышение температуры нагрева пресс-материала со 160 до 200 °С увеличивает графические искажения с 0,01 до 0,025 мм. Размеры пластмассовых стереотипов, отпрессованных из нагретого до 160 °С поливинилхлоридного формного материала, соответствуют размерам матриц, а из материала, нагретого до 200 °С, увеличиваются на 0,1 мм в направлении каландрирования винипластовой пленки и на 0,04 мм в поперечном направлении. Минимальные графические и линейные искажения получаются в стереотипах, отпрессованных из поливинилхлоридного формного материала, нагреваемого 15 мин при 150 °С.

Свойства поливинилхлоридных стереотипов зависят давления прессования, температуры прессовых плит времени выдержки в прессе. Условия формования определяют физико-механические свойства стереотипов, их тиражестойкость и графическую точность воспроизведения элементов оригинальной формы”. Увеличение давления прессования, казалось бы, должно способствовать формированию более прочной структуры поливинилхло-ридного стереотипа, но экспериментальные данные показывают, что повышение прочности образцов винипласто-вая пленка + пластикат наблюдается до определенного давления. Лучшие прочностные свойства в образцах, полученных при давлении 80 кгс/см2 (8 МПа): наибольшие разрушающее напряжение, относительное удлинение, износостойкость. Более гладкая поверхность плашки (крупных штриховых элементов) формируется также под давлением 80 кгс/см2 (8 МПа). Давление прессования, начиная со 100 кгс/см2 (10 МПа), приводит к увеличению шероховатости печатающей поверхности. Аналогичная зависимость получена и по степени графических искажений. Приведенные данные говорят о необходимости более точного определения давления с учетом особенностей оригинальной формы, характеристик формного материала и степени разогрева пресс-материала.

Время формования имеет смысл рассматривать лишь в случаях определенной соразмерности скорости охлаждения со скоростью образования надмолекулярной структуры, так как иначе происходит произвольная фиксация групп макромолекул с большими внутренними напряжениями (образование напряженной аморфной структуры). А при существенном повышении скорости охлаждения затрудняются релаксационные процессы, и пластмассовые стереотипы могут коробиться, появляется большое количество внутренних дефектов и микротрещин. По мере релаксации напряжений наблюдается рост трещин, особенно на участках растровых изображений. Прессование с продолжительностью выдержки под давлением 3, 6, 9 и 12 мин не сказалось на прочностных свойствах ПВХ-образцов, но выдержка более 6 мин нецелесообразна из-за увеличения сцепления стереотипов с матрицами.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум