Materiały polimerowe: technologia, rodzaje, produkcja i zastosowanie. Produkty wykonane z materiałów polimerowych

Najczęściej produkty codziennego użytku wykonane są z materiału polimerowego. Ich zastosowanie jest dość różnorodne – pojemniki do przechowywania żywności, płynów, różne opakowania, formy do betonu itp. Kierunek dobierany jest w zależności od dostępności i pojemności odpowiedniego sprzętu, na którym będą produkowane wyroby polimerowe.

Gdzie zacząć

Głównym zadaniem każdego przedsiębiorcy jest wybór oferowanego asortymentu i poszukiwanie klientów. Według ekspertów najpopularniejsze produkty z: materiały polimerowe- naczynia i inne pojemniki mające kontakt z żywnością, folie opakowaniowe do małych i dużych.

zawieranie umów ze sprzedawcami lub producentami materiałów budowlanych, sprzęt AGD, sprzęt i zwykłe sklepy pozwolą szybko zbudować bazę odbiorców hurtowych. W przyszłości będzie można rozpocząć produkcję wyrobów na zamówienie. Mała rentowność (około 15%) jest równoważona dużymi wolumenami sprzedaży.

Początkowym etapem tworzenia firmy jest rejestracja. W zależności od oczekiwanych wielkości produkcji możesz wybrać IP, LLC. Wystarczy uruchomić małą fabrykę produktów polimerowych. Planując jednak działania na dużą skalę z szeroką gamą produktów, lepiej się zarejestrować podmiot. Poziom zaufania do organizacji jest wyższy zarówno ze strony partnerów, jak i klientów.

Podczas rejestracji musisz określić rodzaj działalności. Produkcja wyrobów z tworzyw sztucznych ma kod OKVED 22 (podklasa 2). Wybór podsekcji zależy od produktu.

Wyszukiwanie pokoju

Kolejnym zadaniem dla początkującego biznesmena jest znalezienie i wynajęcie odpowiedniego lokalu o powierzchni min. 400 mkw. m. Możesz wynająć hangary, budynki garażowe lub dowolny budynek parterowy. Warsztaty, magazyny i pomieszczenia gospodarcze muszą spełniać takie wymagania - dostępność komunikacji (wentylacja, zaopatrzenie w wodę, możliwość korzystania z linii wysokiego napięcia pod 380V) oraz wolna przestrzeń dla pracowników zgodnie z wielkością produkcji. Ogólne normy dla pomieszczeń produkcyjnych:

Wysokość sufitu od 3,5 metra.
Do dekoracji ścian należy zastosować materiały niepalne.
Podłogi muszą być betonowe lub wyłożone kafelkami.

Jeżeli planowana jest produkcja wyrobów polimerowych w duże miasto(Moskwa, Petersburg), wtedy czynsz za metr kwadratowy wynosi do 5000 rubli. W roku. Dlatego w części dotyczącej wydatków w biznesplanie należy uwzględnić co najmniej 2 000 000 rubli.

Zakup sprzętu i materiałów

Cykle procesu produkcyjnego są kompletne i niekompletne. Określa to koszt zakupu sprzętu do produkcji wyrobów polimerowych.

Pełny cykl zapewnia stopienie granulek, utworzenie filmu i powstanie ukończony produkt. Obowiązkowe wyposażenie obejmuje:

granulator;
wytłaczarka (urządzenie do produkcji folii z surowca);
jednostki kruszące.

Do dodatkowego przetwarzania produktów polimerowych w Rosji może być wymagana specjalna drukarka do nakładania rysunków i napisów, urządzenie do składania krawędzi i maszyna pakująca. Cykl częściowy - praca z gotowym filmem. Do skompletowania linii konieczny będzie zakup specjalnych pras do formowania, układania i pakowania. Orientacyjny koszt wyposażenia zakładu produkującego wyroby polimerowe w pełnym cyklu:

Koszty sprzętu wyniosą co najmniej 300 000 rubli. Nie uwzględniono tutaj kosztu ustawienia linii produkcyjnej. Głównym surowcem do produkcji różnych artykułów gospodarstwa domowego są granulaty z tworzyw sztucznych. Wykonane są z plastiku pochodzącego z recyklingu. Nieopłacalny jest zakup własnego zakładu do przetwarzania surowca. Większość fabryk kupuje gotowe pellety. Koszt 1 tony materiału to około 15 000 rubli.

Rekrutacja

Są rzemieślnicy, którzy są w stanie wykonać produkty polimerowe własnymi rękami, bez pomoc z zewnątrz. Na przykład w garażu lub piwnicy domu.

Jednakże wysoki przychód można uzyskać tylko przy produkcji na dużą skalę. Jakość produktów zależy od profesjonalizmu pracowników i wyniki finansowe. Pracownik musi mieć doświadczenie i znać technologię produkcji. Aby uruchomić linię, możesz ograniczyć się do następujących wakatów:

robotnicy (2 osoby z pensją 25 000 rubli);
technolog (40 000–50 000 rubli);
specjalista ds. sterowania maszynami (od 35 000 rubli);
ładowarka (20 000–30 000 rubli).

Miesięczne wydatki na wypłatę wynagrodzeń wyniosą 150 000 rubli.

Procedura organizacji sprzedaży

Folia polimerowa jest używana wszędzie - od pakowania towarów po tworzenie szklarni i szklarni. Duży handel i zawsze potrzebujesz takich materiałów. Można je zakontraktować dostawa hurtowa filmy, oferujące więcej korzystne warunki niż konkurenci.

Jedną z najpopularniejszych dziedzin jest produkcja form polimerowych do betonu. Na bazie zakładu można wyprodukować produkty polimerowo-piaskowe(płyty chodnikowe, płytki, kamienna okładzina). W tym przypadku stosuje się proste kompozycje - polimer, piasek, barwnik. Ta produkcja decyduje problem środowiskowy miasta. Odpady z gospodarstw domowych (plastiki, torby, butelki) są wykorzystywane jako surowiec.

Oferując administracji miejskiej plan utylizacji odpadów, swoje pomysły i produkty, możesz zdobyć dobre zamówienia i stworzyć pozytywny wizerunek.

Przybliżone oszacowanie opłacalności projektu produkcji materiałów polimerowych wynosi od 50 000 do 100 000 rubli. na miesiąc. Możesz osiągnąć pełny zwrot w ciągu roku.

To niesamowite, jak różnorodne są otaczające nas przedmioty i materiały, z których są wykonane. Wcześniej, około XV-XVI wieku, głównym materiałem były metale i drewno, nieco później szkło, a prawie zawsze porcelana i fajans. Ale dzisiejszy wiek to czas polimerów, o czym będzie mowa dalej.

Pojęcie polimerów

Polimer. Co to jest? Możesz odpowiedzieć za pomocą różne punkty wizja. Z jednej strony jest to nowoczesny materiał wykorzystywany do produkcji wielu artykułów gospodarstwa domowego i technicznych.

Z drugiej strony można powiedzieć, że jest to specjalnie zsyntetyzowana substancja syntetyczna pozyskiwana o z góry określonych właściwościach do zastosowania w szerokim zakresie specjalizacji.

Każda z tych definicji jest poprawna, tylko pierwsza z punktu widzenia gospodarstwa domowego, a druga - z punktu widzenia chemicznego. Jeszcze jeden definicja chemiczna jest następujący. Polimery to związki oparte na krótkich odcinkach łańcucha cząsteczki - monomerach. Powtarzają się wielokrotnie, tworząc makrołańcuch polimeru. Monomery mogą być zarówno związkami organicznymi, jak i nieorganicznymi.

Dlatego pytanie brzmi: „polimer – co to jest?” - wymaga szczegółowej odpowiedzi i rozważenia wszystkich właściwości i obszarów zastosowania tych substancji.

Rodzaje polimerów

Istnieje wiele klasyfikacji polimerów według różnych kryteriów (charakter chemiczny, odporność na ciepło, struktura łańcucha itd.). W poniższej tabeli pokrótce przyjrzymy się głównym rodzajom polimerów.

Klasyfikacja polimerów

Zasada	Rodzaje	Definicja	Przykłady
Według pochodzenia (pochodzenie)	Naturalny (naturalny)	Te, które występują naturalnie, w naturze. Stworzony przez naturę.	DNA, RNA, białka, skrobia, bursztyn, jedwab, celuloza, kauczuk naturalny
	Syntetyczny	Otrzymywane w laboratorium przez człowieka, nie są związane z naturą.	PVC, polietylen, polipropylen, poliuretan i inne
	sztuczny	Stworzony przez człowieka w laboratorium, ale na podstawie	Celuloid, octan celulozy, nitroceluloza
Z punktu widzenia natury chemicznej	natura organiczna	Przede wszystkim znane polimery. Oparty na monomerze materii organicznej (składa się z atomów C, możliwe jest włączenie atomów N, S, O, P i innych).	Wszystkie polimery syntetyczne
	natura nieorganiczna	Podstawę tworzą takie pierwiastki jak Si, Ge, O, P, S, H i inne. Właściwości polimerów: nie są elastyczne, nie tworzą makrołańcuchów.	Polisilany, polidichlorofosfazen, poligermany, kwasy polikrzemowe
	natura organoelementowa	Mieszanka polimerów organicznych i nieorganicznych. Główny łańcuch jest nieorganiczny, łańcuchy boczne są organiczne.	Polisiloksany, polikarboksylany, poliorganocyklofosfazeny.
Główny łańcuch różnica	Homołańcuch	Główny łańcuch to węgiel lub krzem.	Polisilany, polistyren, polietylen i inne.
Główny łańcuch różnica	heterołańcuch	Rama główna składa się z różnych atomów.	Przykładami polimerów są poliamidy, białka, glikol etylenowy.

Wyróżnia się także polimery o strukturze liniowej, sieciowej i rozgałęzionej. Baza polimerów pozwala na to, aby były termoplastyczne lub termoutwardzalne. Różnią się również zdolnością odkształcania się w normalnych warunkach.

Właściwości fizyczne materiałów polimerowych

Dwa główne stany charakterystyczne agregacji polimerów to:

amorficzny;
krystaliczny.

Każdy charakteryzuje się własnym zestawem właściwości i ma duże znaczenie praktyczne. Na przykład, jeśli polimer istnieje w stanie amorficznym, może być zarówno lepką cieczą, substancją szklistą, jak i wysoce elastycznym związkiem (gumy). Znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle chemicznym, budowlanym, maszynowym, produkcji wyrobów przemysłowych.

Stan krystaliczny polimerów jest raczej warunkowy. W rzeczywistości ten stan jest przeplatany amorficznymi odcinkami łańcucha i ogólnie cała cząsteczka okazuje się bardzo dogodna do uzyskania elastycznych, ale jednocześnie bardzo wytrzymałych i twardych włókien.

Temperatura topnienia polimerów jest inna. Wiele amorficznych topi się w temperaturze pokojowej, a niektóre syntetyczne krystaliczne mogą wytrzymać dość wysokie temperatury (pleksi, włókno szklane, poliuretan, polipropylen).

Polimery można barwić na różne kolory bez ograniczeń. Dzięki swojej strukturze są w stanie wchłaniać farbę i uzyskiwać najjaśniejsze i najbardziej nietypowe odcienie.

Właściwości chemiczne polimerów

Właściwości chemiczne polimerów różnią się od właściwości substancji o małej masie cząsteczkowej. Tłumaczy się to wielkością cząsteczki, obecnością w jej składzie różnych grup funkcyjnych oraz całkowitą rezerwą energii aktywacji.

Ogólnie rzecz biorąc, istnieje kilka głównych typów reakcji charakterystycznych dla polimerów:

Reakcje do ustalenia przez grupę funkcyjną. Oznacza to, że jeśli polimer zawiera grupę OH, która jest charakterystyczna dla alkoholi, reakcje, w które wejdą, będą identyczne z reakcjami utleniania, redukcji, odwodornienia itd.).
Oddziaływanie z NMS (związkami o niskiej masie cząsteczkowej).
Reakcje polimerów ze sobą z tworzeniem usieciowanych sieci makrocząsteczek (polimery sieciowe, rozgałęzione).
Reakcje między grupami funkcyjnymi w obrębie jednej makrocząsteczki polimeru.
Rozpad makrocząsteczki na monomery (niszczenie łańcucha).

Wszystkie powyższe reakcje mają w praktyce bardzo ważne aby otrzymać polimery o ustalonych i przyjaznych człowiekowi właściwościach. Chemia polimerów umożliwia tworzenie materiałów żaroodpornych, odpornych na kwasy i zasady, które jednocześnie mają wystarczającą elastyczność i stabilność.

Wykorzystanie polimerów w życiu codziennym

Stosowanie tych związków jest wszechobecne. Niewiele dziedzin przemysłu można przywołać, Gospodarka narodowa, nauka i technika, która nie potrzebowałaby polimeru. Co to jest - gospodarka polimerami i szerokie zastosowanie, a do czego się ogranicza?

Przemysł chemiczny (produkcja tworzyw sztucznych, garbników, synteza najważniejszych związków organicznych).
Inżynieria mechaniczna, budowa samolotów, rafinerie ropy naftowej.
Medycyna i farmakologia.
Otrzymywanie barwników i pestycydów i herbicydów, insektycydów rolniczych.
Przemysł budowlany (stal stopowa, konstrukcje do izolacji akustycznej i cieplnej, materiały budowlane).
Produkcja zabawek, naczyń, fajek, okien, artykułów gospodarstwa domowego i sprzętu gospodarstwa domowego.

Chemia polimerów umożliwia uzyskiwanie coraz to nowych, całkowicie uniwersalnych we właściwościach materiałów, które nie mają sobie równych ani wśród metali, ani wśród drewna czy szkła.

Przykłady produktów wykonanych z materiałów polimerowych

Przed nazwaniem konkretnych produktów wykonanych z polimerów (nie sposób wymienić ich wszystkich, ich różnorodność jest zbyt duża), najpierw trzeba dowiedzieć się, co daje polimer. Materiał pozyskiwany z Marynarki Wojennej będzie podstawą dla przyszłych produktów.

Główne materiały wykonane z polimerów to:

tworzywa sztuczne;
polipropyleny;
poliuretany;
polistyreny;
poliakrylany;
żywice fenolowo-formaldehydowe;
epoksydowa żywica;
kaprony;
wiskoza;
nylony;
kleje;
filmy;
garbniki i inne.

To tylko niewielka lista różnorodności, jaką oferuje współczesna chemia. Cóż, tutaj już staje się jasne, jakie przedmioty i produkty są wykonane z polimerów - prawie wszystkie artykuły gospodarstwa domowego, lekarstwa i inne obszary ( plastikowe okna, fajki, naczynia, narzędzia, meble, zabawki, folie itp.).

Polimery w różnych dziedzinach nauki i techniki

Poruszyliśmy już kwestię obszarów, w których stosuje się polimery. Przykłady pokazujące ich znaczenie w nauce i technologii można podać w następujący sposób:

powłoki antystatyczne;
ekrany elektromagnetyczne;
obudowy prawie wszystkich urządzeń gospodarstwa domowego;
tranzystory;
Diody LED i tak dalej.

Wyobraźnia na temat wykorzystania materiałów polimerowych we współczesnym świecie nie ma granic.

Produkcja polimerów

Polimer. Co to jest? To praktycznie wszystko, co nas otacza. Gdzie są produkowane?

Przemysł petrochemiczny (rafinacja ropy naftowej).
Specjalne instalacje do produkcji materiałów polimerowych i produktów z nich.

Są to główne bazy, na podstawie których otrzymywane są (syntetyzowane) materiały polimerowe.

Proces obróbki poprzedzony jest doborem materiału do produkcji każdego wyrobu, na podstawie analizy jego warunków pracy, projektu wyrobu, wyboru metody i wyposażenia formowania, stworzenia technologii. sprzęt i określenie optymalnego. parametry procesu formowania. Jednocześnie należy zająć się kwestią recyklingu odpadów produkcyjnych.

Technol. proces recyklingu obejmuje kontrolę jakości materiału źródłowego lub jego składników, przygotowanie. operacje, w niektórych przypadkach, formowanie przedmiotu obrabianego produktu, rzeczywiste formowanie produktu, późniejsze futro. i różn. rodzaje obróbki, zapewniające poprawę lub stabilizację właściwości w materiale lub produkcie, powlekanie produktu, kontrola jakości gotowego produktu i jego opakowania.

Główny parametry procesów przetwórczych-t-ra i czas. Ogrzewanie prowadzi do zwiększenia plastyczności materiału podczas formowania poprzez przeniesienie go do stanu lepkiego lub elastycznego, do przyspieszenia dyfuzji i relaksacji. procesy, a do - do końca. materiał. zapewnia zagęszczenie materiału i tworzenie produktów o wymaganej konfiguracji, zapewnia odporność na wewnętrzne. siły powstające w materiale podczas formowania z powodu gradientów i gradientów temperatury, przyczyniają się do uwalniania lotnych produktów. Parametry czasowe procesu obróbki dobierane są z uwzględnieniem procesów fizycznych zachodzących w materiale. i chem. procesy. Optymalny parametry są obliczane lub dobierane zgodnie z wynikami analizy technologii. półprodukty i produkty sv-in, fizyczne. model modelowania, z uwzględnieniem zakumulowanej statystyki. doświadczenie.

Przetwarzanie opiera się na ich zdolności do ładowania. powyżej temperatury zeszklenia zmienia się w elastyczną, powyżej granicy plastyczności i temperatury topnienia i krzepnie po schłodzeniu poniżej temperatury i temperatury zeszklenia. Podczas przetwarzania chem. interakcja pomiędzy (odp. a) z utworzeniem nowego, wysokostopionego. materiał, który jest w stanie termostabilnym i praktycznie nie ma wzrostu p i topliwości (patrz, a także). W niektórych przypadkach (rozdz. przy przetwarzaniu), aby ułatwić dodawanie składników i dalsze formowanie produktów, przeprowadza się obróbkę wstępną. .

Deformacji w stanie sprężystym i podczas przepływu towarzyszy orientacja formacji supramolekularnych, a po ustaniu deformacji i przepływu następuje proces odwrotny - dezorientacja. Stopień zachowania orientacji w materiale produktu zależy od szybkości obu procesów. W kierunku orientacji trochę fizyczno-mechaniczny. charakterystyka materiału ( , ) wzrasta; w tym przypadku struktura materiału okazuje się nierównowagowa i naprężona, co prowadzi do zmniejszenia stabilności wymiarowej produktu, zwłaszcza przy zwiększonej. t-re. Czas trwania wpływ zwiększonej t-ry, aw przypadku i środków. wydzielanie towarzyszącego ciepła może prowadzić do utleniania termicznego. zniszczenie materiału, a duże prędkości przepływu materiału prowadzą do jego mechanicznego zniszczenia. wielu p-tionom towarzyszy uwalnianie o niskiej zawartości mola. produkty, które powodują pęcherze i pęknięcia w produkowanych częściach.

Krystalizacji chłodzącej towarzyszy powstawanie, którego tempo wzrostu, wielkość i struktura zależą od intensywności chłodzenia materiału. Dostosowując stopień krystaliczności i morfologię, możliwa jest kierunkowa zmiana eksploatacji. Charakterystyka produktu.

Półprodukty (lub komponenty) przeznaczone do formowania, m.b. w postaci (związki na bazie monomerów i roztworów i dyspersji oraz), (, na bazie poliestru i epoksydu), (wypełnione i niewypełnione, stałe żywice i), granulki (bez wypełniacza, żywice lub wypełnione rozproszonymi cząstkami lub wzmocnione krótkie włókna), folie, arkusze, płyty, bloki (oraz), kompozycje sypkich włókien (materiały impregnowane matami), na bazie materiałów włóknistych ciągłych (nitki, kable, taśmy, maty impregnowane, fornir). Według technologii. niewypełnione, wypełnione cząstkami stałymi lub wzmocnione włóknami mają identyczne właściwości i są przetwarzane na produkty przy użyciu tych samych metod.

Metody formowania produktów z niewypełnionych i wypełniona listwa pod . Prasowanie bezpośrednie służy do produkcji wyrobów o różnych kształtach, rozmiarach i grubościach. z, produkowane w postaci granulatu, wykrojki warstwowe ze zbrojonych, a także wykrojki z. przed prasowaniem poddawane są przygotowaniu (podgrzewaniu), co poprawia ich technologię. Święta Wyspa i jakość otrzymanych produktów. Przygotowany materiały są zwykle dozowane przed prasowaniem. Określoną ilość półfabrykatu do przetworzenia umieszcza się w rozgrzanej formie zainstalowanej na prasie, konfiguracja wnęki formującej odpowiada konfiguracji detalu (rys. 1). Forma jest zamknięta. Materiał nagrzewa się, przechodzi pod 7-50 MPa wypełnia wnękę formującą i zagęszcza. W formie materiał jest przetrzymywany aż do całkowitego lub surowego, co zapewnia utrwalenie konfiguracji nadanej materiałowi. Gotowy produkt jest wypychany lub wyjmowany z formy z reguły w temperaturze prasowania.

Ryż. 1. Wytwarzanie wyrobów przez prasowanie: a-ładowanie materiału prasy do ogrzanej formy; b-prasowanie; w- wyrzucenie produktu; 1-cios; 2-matrycowa; 3 - wyrzutnik; 4-prasowy materiał; 5- gotowy produkt.

W procesie tłoczenia w celu poprawy jakości produktów stosuje się tłoczenie wstępne (naprzemienne podawanie i usuwanie) oraz opóźnienie podawania. Ciśnienie wstępne pomaga usunąć lotny(produkty powiatu, zaadsorbowana wilgoć, pozostałości roztworów-zwolenników). Ten sam cel osiąga się z góry. opróżnianie materiału we wnęce formującej formy (prasowanie z podciśnieniem). Opóźnienie posuwu służy do zmniejszania płynności materiałów o bardzo niskiej temperaturze formowania, aby zapobiec ich przepływowi przez szczeliny formy podczas procesu zagęszczania.

W trakcie obróbki tłoczenie służy do wytwarzania detali o grubości > 10-15 mm, jeśli materiał ma zbyt wysoką temperaturę obróbki, a także jeśli temperatura plastyczności jest zbliżona do temperatury jego zniszczenia.

Formowanie (transfer) prasowanie stosuje się hl. przyb. do przetwarzania . Formowanie odbywa się w formach, których wnęka formująca jest oddzielona od komory załadowczej i połączona z nią kanałami zasuwowymi (rys. 2). W procesie prasowania materiał umieszczony w komorze załadowczej rozgrzanej formy przechodzi do 60-200 MPa i przepływa przez kanał wlewowy do wnęki formującej formy, gdzie materiał jest dodatkowo podgrzewany i utwardzany.

Ryż. 2. Produkcja wyrobów metodą wtrysku: forma jest podgrzewana i zamykana; b-przenoszenie stopu. materiał do wnęki formującej i to; złącze w formie; 1-cios; 2-matrycowa; 3-wyrzutnik; 4-prasowy materiał; 5-gotowy produkt; 6-komora załadunkowa; 7 - reszta materiału prasy, wywiercona w kanale wtryskowym formy; 8-cio odlewniczy stempel.

Zaletą formowania wtryskowego jest możliwość wytwarzania produktów złożone kształty z głębokimi otworami przelotowymi o małej średnicy lub z wew.okucia (zewnętrzne). Produkty otrzymane tą metodą charakteryzują się mniejszym naprężeniem niż przy bezpośrednim prasowaniu, ponieważ. proces we wnęce formującej przebiega jednocześnie w całej objętości części, a po napełnieniu formy powstają warunki zapewniające usunięcie lotnych produktów z materiału.

Formowanie odśrodkowe służy do wytwarzania wyrobów, które mają kształt korpusów obrotowych (tuleje, rury, puste kule itp.) pod działaniem sił odśrodkowych. W ten sposób przetwarzane są lepkie związki termoutwardzalne, zarówno niewypełnione, jak i zawierające związki sproszkowane i włókniste. W formowaniu odśrodkowym albo masę termoutwardzalną wlewa się do ogrzanej formy zamocowanej na wale, który się obraca. Pod wpływem sił odśrodkowych obrabiany materiał jest rozprowadzany jednorodną warstwą na powierzchni formującej formy i zagęszczany. Po ostygnięciu formy jest ona zatrzymywana, a gotowy produkt usuwany. Do produkcji tulei niskich i wyrobów o geometrii paraboloidy obrotowej stosuje się formę z pionową osią obrotu; rury długie produkowane są w formach z poziomą osią obrotu, jednocześnie powstają puste kule. obrót formy wokół dwóch wzajemnie prostopadłych osi. Wartość formowania podczas procesu formowania jest określona przez częstotliwość obrotu formy oraz promień jej gniazda formującego i osiąga 0,3-0,5 MPa. Metoda ta wytwarza zwykle wyroby cienkościenne i grubościenne, których wytworzenie innymi metodami jest trudne lub niemożliwe.

Walcowanie służy do mieszania komponentów surowych i plastikowych. masy na etapie ich przygotowania lub ulepszania technologii. sv-w materiale przed formowaniem wyrobów, a także do produkcji półfabrykatów (blachy, folie). Walcowanie odbywa się w szczelinie między rolkami (chłodzone lub podgrzewane), obracając się do siebie z rozkładem. prędkość. W zależności od oprzyrządowania metody materiał może być usuwany z rolek w postaci arkusza lub wąskiej ciągłej taśmy.

Kalandrowanie służy do ciągłego rozkładu form. folia lub arkusz, aplikacja na powierzchnię materiały arkuszowe wytłoczony wzór, powielenie wstępnie uformowanych półfabrykatów taśmy, wzmocnienie lub siatka w temperaturze wyższej niż granica plastyczności lub temperatura. Przeprowadzane na jednostkach ciągłego działania, DOS. którego częścią jest multiroll (rys. 6). Kompozycja polimerowa lub gumowa jest w sposób ciągły dostarczana do rolek podających lub . W przeciwieństwie do walcowania, w kalandrowaniu materiał przechodzi przez szczelinę między walcami tylko raz. Aby uzyskać arkusz o określonej grubości i gładkiej powierzchni, wykonuje się je wielowalcowe, co umożliwia sekwencyjne przepuszczanie materiału przez dwie lub trzy szczeliny. inny rozmiar. W procesie kalandrowania w szczelinie między rolkami poddawana jest intensywnemu ścinaniu, rozwija się w kierunku ruchu środków. elastyczne, do żyta są utrwalane w produkcie po. chłodzenie. Orientacja wzdłużna określa znaczenie. sv-w materiale (efekt kalandra).

Agregaty kalandrowe m. b. wyposażony w dodatkowe urządzenia do jedno- lub dwuosiowej orientacji folii.

Ryż. 6. Produkcja wyrobów metodą kalandrowania: 1 - mikser; 2 - rolki; 3 - detektor; nachylony w kształcie 4-5; 5 - chłodzenie; miernik grubości 6; 7-urządzenie do przycinania krawędzi; 8-uszczelniacz.

Walcowanie służy do obróbki półfabrykatów termoplastycznych z blachy w celu nadania im wymaganych wymiarów. Przekrój lub zwiększyć futro. sv-w kierunku walcowania. W przeciwieństwie do kalandrowania odbywa się na maszynach walcowych, których walce obracają się do siebie z taką samą prędkością, w temperaturach nie przekraczających temperatur i temperatur zeszklenia. W szczelinie między rolkami materiał jest zagęszczany i orientowany w kierunku walcowania dzięki wymuszonym siłom sprężystości powstającym w materiale.

Do formowania monolitycznych cienkościennych produktów z półfabrykatów (blachy, rury itp.) Stosuje się tłoczenie (tłoczenie) i jego odmiany (formowanie mechano-pneumatyczne, formowanie próżniowe itp.).

Stosowane jest stemplowanie. do formowania wielkogabarytowych produktów objętościowych z półfabrykatów otrzymanych przez odlewanie, prasowanie lub wytłaczanie i przeniesionych przez ogrzewanie do stanu elastycznego. Podgrzany kęs pod wpływem działania zmienia swój kształt, wypełniając wnękę formującą stempla, która ma temperaturę poniżej temperatury zeszklenia. Aby naprawić powstałą konfigurację, uformowany produkt jest chłodzony w . Podczas tłoczenia możliwe jest połączenie operacji wytwarzania przedmiotu i uzyskania z niego produktu. W tym przypadku przedmiot obrabiany uzyskuje się albo przez wytłaczanie, a nie pozwalając mu schłodzić się poniżej temperatury zeszklenia, poddaje się tłoczeniu. W zależności od konstrukcji używanego sprzętu i oprzyrządowania, kształtu i wielkości przedmiotu obrabianego oraz produktów stosuje się różne typy. rodzaje stemplowania.

Części o ściankach o zmiennej grubości lub z reliefem na powierzchni są wykonane ze stosunkowo grubościennych półfabrykatów w sztywnych matrycach, które mają stempel i są montowane na hydraulice. lub pneumatyczny. prasy (rys. 7). Ze wszystkich rodzajów stemplowania ta metoda jest najbardziej drogie, bo wymaga sparowanych stempli i .

Ryż. 7. Stemplowanie stemplem sztywnym posiadającym stempel i: 1 - aparat fotograficzny; 2 - ; 3 - puste; 4-pierścień zaciskowy; 5-cios.

Futro. tłoczenie stemplem (ryc. 8, a) przez pierścień napinający i mechano-pneumoformowanie (ryc. 8, b) są wykorzystywane do wytwarzania produktów o wyraźnej różnicy grubości, na przykład, jeśli spód produktu powinien być znacznie grubszy niż ściany. Po otrzymaniu produktów, na jedną z powierzchni, na którą należy nanieść rysunek z drobnymi elementami, Ch. przyb. tłoczenie w elastycznym stemplu wykonanym z gąbki lub miękkiego monolitu.

Ryż. 8. Tłoczenie stemplem: a-przez pierścień napinający; b-mechanopneumoformowanie; 1 - kamera; 2-puste; pierścień z trzema rysunkami; 4-pierścień zaciskowy; 5-cios.

Formowanie próżniowe poprzez pierścień napinający (ryc. 9, a) z wykrojów blachy wytwarza produkty, które mają kształt korpusów obrotowych. Obrabiany przedmiot jest ściśnięty między pierścieniem zaciskowym a pierścieniem podtrzymującym, zamocowanym na końcu szczelnego pojemnika, w którym powstaje próżnia. Pod wpływem atm. przedmiot obrabiany jest zdeformowany wewnątrz pojemnika, a po utworzeniu w pojemniku nadciśnienie w Odwrotna strona. Kształt i wymiary powstałego produktu są zdeterminowane konfiguracją w zakresie pierścienia napinającego oraz stopniem (głębokości) ciągnienia przedmiotu obrabianego, który charakteryzuje się stosunkiem wysokości produktu do jego szerokości. Formowanie próżniowe w (ryc. 9,b) z formowaniem do 0,09 MPa wytwarza produkty z cienkościennych półfabrykatów. Jeśli to nie wystarczy do projektowania produktów, są one wykorzystywane w matrycytsu (ryc. 10). Ta metoda umożliwia również otrzymanie produktów o bardziej złożonej konfiguracji.

Ryc.9. Formowanie próżniowe: a-przez pierścień rozciągający; pne; 1-kamera; 2-puste; pierścień z trzema rysunkami; 4-pierścień zaciskowy; 5-matrycowa.

Ryż. 10. w: 1-komorowy; 2-puste; pierścień 3 zaciskowy; 4-macierz.

W procesie wykrawania i cięcia wytwarzane są wyroby płaskie w formie dekompresji. konfiguracje posiadające otwory w płaszczyźnie rozłożenia detalu. średnica. Wykrawanie produktów odbywa się w matrycach wyposażonych w elementy tnące (w celu oddzielenia produktu od przedmiotu obrabianego wzdłuż konturu), zacisk utrzymujący przedmiot w wymaganej pozycji, stempel i otwory wybijające w obrabianym przedmiocie.

Formowanie bez . W tym przypadku zagęszczanie materiału i formowanie produktu odbywa się pod działaniem grawitacji i sił.

Poprzez odlewanie powstają produkty z utwardzalnych związków opartych na monomerach, żywicach, kompozycjach polimer-monomer lub o lepkiej konsystencji. Związek na poziomie normalnym lub wysokim t-re wlewa się do technolu. oprzyrządowanie (forma), w którym ma miejsce lub hartowanie. Aby zapewnić usunięcie produktu z formy, ścianki formy pokryte są np. warstwą antyadhezyjną. utwardzający smar silikonowy. Odlewy produkują arkusze, płyty, bloki, rozkład. rodzaj inżynierii mechanicznej. detale (koła zębate, koła pasowe, krzywki, szablony), technol. oprzyrządowanie do tłoczenia i inne metody formowania.

Przygotuję. operacje obejmują przygotowanie (różne rodzaje przetwarzania energetycznego i chemicznego w celu poprawy połączenia), kształtowanie i formowanie oprzyrządowania i sprzętu, aw niektórych przypadkach - przygotowanie i jego zastosowanie. Struktura i kształt użytego materiału zbrojeniowego w dużej mierze determinują wybór metody wykonania przedmiotu obrabianego.

Uzyskanie półwyrobu wybraną metodą odbywa się poprzez ułożenie materiału wzmacniającego w określonej kolejności na oprzyrządowaniu, które określa kształt przyszłej części. Jednocześnie orientacja materiału włóknistego jest utrzymywana zgodnie z wykresem naprężeń, który zapewnia wymaganą St. w materiale w produkcie.

Produkcja przedmiotu może odbywać się metodą - wstępnie impregnowaną, suszoną lub potwierdzoną (tzw. sucha metoda nawijania, układania), z impregnacją podczas jego układania lub nawijania (tzw. mokra droga nawijanie, układanie), z naprzemiennymi warstwami nieimpregnowanymi lub częściowo impregnowanymi warstwami w postaci folii topliwej lub z zastosowaniem, w którym włókna wzmacniające występują naprzemiennie z włóknami materiału osnowy (technologia fiber).

Uzyskiwanie przedmiotu obrabianego wyrobu z wzmocnionego ciągłym włóknem (nitki układowe, pakuły, niedoprzędy, taśmy, dzianiny) odbywa się metodami układania warstwa po warstwie, nawijania, tkania lub tkania, a także łączenie. metoda.

Stosując metodę układania warstwa po warstwie włókien ciągłych wykonuje się wykroje z arkuszy, płyt, poszycia, a także wyroby o stosunkowo prostych geomach. formularze. W układaniu warstwa po warstwie warstwy lub nieimpregnowany materiał wzmacniający są sekwencyjnie, zachowując daną orientację, składane na sztywnej formie (wykrojnik), powtarzając kształt produktu, w opakowanie o wymaganej grubości. W procesie układania zagęszczanie opakowania warstwa po warstwie odbywa się za pomocą wałka lub innego narzędzia. W produkcji seryjnej stosuje się specjalne. układanie instalacji lub kompleksów z wykorzystaniem robotyki i sterowania programowego.

Metoda nawijania jest szeroko stosowana do produkcji detali w postaci korpusów obrotowych. Przy stosowaniu jednokierunkowego ciągłego zbrojenia w postaci nici, wiązek, taśm, niedoprzędównakładać obwodowo, podłużnie, spiralnie (helikoidalnie) lub kombinować. meandrowy.

Nawijanie spiralne służy do produkcji muszli wraz z dnami, części stożkowych. formy, produkty o zmiennym przekroju. Po połączeniu uzwojenie łączy w każdym przypadku uzwojenie spiralne, wzdłużne lub obwodowe, aby osiągnąć wymaganą wytrzymałość materiału. Najprostszy rodzaj kombinacji uzwojenie-wzdłużnie-poprzeczne. Zastosowanie wieloosiowych nawijarek z zarządzanie programem pozwala zautomatyzować proces nawijania i zwiększyć jego wydajność.

Przy stosowaniu zbrojeń w postaci płócien, taśm z krzyżowym układem włókien stosuje się np. nawijanie obwodowe z rolowaniem. w produkcja rur, cylindry, stożkowe muszle formularze. Jeśli zagęszczenie materiału w wyniku naprężenia lub walcowania jest wystarczające, aby zapewnić wymaganą gęstość materiału podczas ostatniego. produktów, to nawijanie jest również metodą formowania.

Połączone metody tworzenia półfabrykatów dla produktów obejmują kilka. grud. np. metody montażu jednej części. połączenie warstw i nawijania.

Powyższe metody pozwalają zorientować produkt w jednej lub dwóch płaszczyznach. Jeśli konieczne jest uzyskanie zbrojenia wolumetrycznego w trzech lub więcej płaszczyznach, stosuje się metodę tkania lub tkania przedmiotu z wiązek lub nici. Kierunek zbrojenia i zawartość w każdym z kierunków są określone przez warunki pracy części. Metoda tkania służy również do tworzenia wielowarstwowych części puste, w którym warstwy są mechanicznie połączone.

Wytwarzanie przedmiotu obrabianego z części wzmocnionej krótkimi włóknami odbywa się metodą układania warstwa po warstwie za pomocą walcowanych w postaci mat, płócien, filcu, zarówno wstępnie impregnowanych, jak i impregnowanych podczas wytwarzania przedmiotu , a także natryskiwanie, odsysanie i siekanie włókien. W produkcji półfabrykatów produktu przez natryskiwanie segmentów wiązek (30-60 mm) stosuje się jako jakość, żyto za pomocą specjalnego. instalacje są spryskiwane strumieniem wraz z formą, aż do uzyskania wymaganej grubości. Ta metoda wytwarza na przykład produkty wielkogabarytowe. kadłuby łodzi i łodzi, elementy samochodów osobowych i ciężarowych, rozkład. miejsca docelowe, pływać. baseny, wykładziny podłogowe, okładziny konstrukcji betonowych.

Metodę ssania stosuje się przy produkcji wyrobów o stosunkowo małych gabarytach. Produkcja przedmiotu jest prowadzona przez Ch. przyb. w komorze ssania do góry. część cięcia jest dostarczana z posiekanym włóknem (ryc. 12); na dole część komory na stole obrotowym zamontowana jest perforowana. forma, przez którą jest zasysana (pompowana) za pomocą potężnego wentylatora. Rozpylone włókno, porywane przez przepływ, jest zasysane do formy aż do uzyskania wymaganej grubości. Metoda pozwala na zastosowanie zarówno włókien suchych w postaci lub topliwych włókien polimerowych dostarczanych wraz z zbrojeniemwłókno i ciecz, nakładane na pompowany przedmiot za pomocą pistoletów umieszczonych na obwodzie komory. Po zassaniu obrabiany przedmiot jest wyjmowany z komory i formowany jedną z poniższych metod. Ponadto odsysanie można przeprowadzić z włókien w medium płynnym przy użyciu technologii papierniczej (patrz).

Ryż. 12. Produkcja półfabrykatów metodą ssącą: 1 - szpulka z opaską uciskową; 2-urządzenie tnące; 3-lejek do proszku; 4 - kamera; 5-pistolet do rozpylania cieczy; 6 na forir, forma; 7 - stół obrotowy; 8-wentylatorowy.

Po uformowaniu detal części poddawany jest rozkładowi formowania. metody. Metoda formowania kontaktowego stosowana jest w produkcji części z użyciem podkładów poliestrowych i epoksydowych na zimno. w połączeniu z tworzeniem przedmiotu metodą obliczeniową. W tej metodzie formowania impregnowane warstwy są zagęszczane przez dociskanie pędzlem lub walcowanie wałkiem. materiał jest produkowany bez stosowania stałej w głównej mierze. w sklepie t-re.

W produkcji części wielkogabarytowych szeroko stosowane są metody formowania próżniowego, autoklawowego i komorowego z wykorzystaniem elastycznej torby (pokrywy). W takich przypadkach na trzpień stosuje się podział zgodnie z kształtem produktu. warstwy (aby zapobiec sklejaniu się wypraski), ułożyć lub nawinąć obrabiany przedmiot produktu, na którym kolejno układany jest perforator. podzieli się. warstwa, tsulagu (

Produkcja wyrobów polimerowych obejmuje produkcję różnych artykułów gospodarstwa domowego i technicznych. Na przykład najbardziej gorące towary są pojemniki na płyny, formy do wylewania betonu lub produkty żywieniowe, a także różne taśmy do pakowania towarów.

Biznes może być skierowany na jeden konkretny obszar produkcji lub kilka na raz, w zależności od ilości wyposażenia technologicznego i ogólnej skali wydajności. Idealną opcją byłaby współpraca z przedsiębiorstwem, które zajmuje się sprzęt AGD, sprzedając materiały budowlane lub drobne towary.

Zwykle obszar ich działania wymaga polimerów, a konkretnie folii opakowaniowej. Jak pokazuje praktyka i statystyki analityczne, najlepiej zacząć ten biznes od filmu i plastikowe zastawy stołowe, a wraz z dalszym rozwojem firmy rozwijać produkcję. Na właściwa organizacja biznes jest dość realistyczny, aby osiągnąć rentowność około 15 proc.

Wynajem lokalu na działalność gospodarczą.

Do produkcja przemysłowa wymagana jest wolna przestrzeń. Kompleks produkcyjny do produkcji wyrobów polimerowych może być wyposażony w 400 metrów kwadratowych. W tym celu doskonale sprawdzą się małe hangary, tereny rolnicze, garaże czy dowolne parterowe budynki o określonej powierzchni.

Przy wyborze warto wziąć pod uwagę obecność komunikacji, a mianowicie systemów wentylacyjnych, zaopatrzenia w wodę, zaopatrzenia w gaz, w tym linii wysokiego napięcia 380V. Nie ma konkretnych wymagań dotyczących przestrzeni roboczej, wszystko zależy od wielkości produkcji i liczby pracowników.

Średni koszt obszaru w regionie moskiewskim wynosi co najmniej 5800 rubli za mkw. m. odpowiednio rocznie łącznie: 400 x 5800 = 2320 000 rubli. Po podpisaniu umowy i wszystkich związanych z nią dokumentów należy zająć się przygotowaniem lokalu do umieszczenia sprzętu, w szczególności przygotowanie systemu wentylacji, mocowań, wolnej przestrzeni itp.

Zakup niezbędnego sprzętu.

Produkcja polimerów jest niemożliwa bez zaawansowanego technologicznie i nieporęcznego sprzętu. Są to systemy przenośników, piece, prasy, kompresory i inne.

Główne systemy i jednostki do produkcji:

Maszyna do wytłaczania - 110 000 rubli;
- maszyna do cięcia folii - 56 000 rubli;
- prasa do wykrawania - 40 000 rubli;
- kompresor powietrza- 12 000 rubli;
- kuchenka gazowa - 70 000 rubli;
- narzędzia i sprzęt pomocniczy - 10 000 rubli;

Koszt każdej maszyny jest obliczany na podstawie średnich danych z katalogów dla dużych regionów Rosji. Całkowite koszty sprzętu: 110 000 + 56 000 + 40 000 + 12 000 + 70 000 + 10 000 = 298 000 rubli, cena nie obejmuje kwoty wymaganej do instalacji i konfiguracji systemów.

Kadra robocza i zaopatrzenie w surowce dla przedsiębiorstwa.

Branża produktów polimerowych potrzebuje wykwalifikowanych pracowników, którzy potrafią utrzymać stabilną produkcję, pokazując tym samym oblicze firmy. Przede wszystkim powinny to być osoby z doświadczeniem i wiedzą. Po raz pierwszy zejdzie niewielki sztab robotników, wystarczy 2 majstrów, technolog, operator maszyny i pakowacz-ładowacz. Przy wyborze warto dokładnie sprawdzić ludzi, ponieważ obecność stabilnego popytu i wysokość zysku będą zależeć od jakości pracy.

Średnie pensje w Moskwie i Okręgu Moskiewskim:

Złota rączka - 28 000 rubli;
- inżynier procesu - 45 000 rubli;
- kierownik CNC - 38 000 rubli;
- ładowarka-pakująca - 30 000 rubli;

Całkowite koszty wynagrodzenia pracowników: 56 000 (2 osoby) + 45 000 + 38 000 + 30 000 = 169 000 rubli miesięcznie, przez rok: 169 000 x 12 (miesiące) = 2 028 000 rubli, bez odliczania premii, zwolnienia chorobowego lub urlopu.
Jeśli chodzi o zakup surowców, potrzebna będzie systematyczna dostawa granulatu z tworzywa sztucznego, który jest wytwarzany z plastiku pochodzącego z recyklingu. Pozwoli to znacznie obniżyć koszty produkcji, ponieważ sprzęt do przetwarzania surowców nie jest wystarczająco tani. Zakup gotowego granulatu kosztuje około 15 000 rubli za tonę, w zależności od koloru materiału.

Technologia produkcji.

Zakupiony surowiec w postaci wielobarwnego granulatu trafia do zbiornika przetopowego. Następnie balia przenosi się do specjalnego pieca opalanego gazem, gdzie jest podgrzewana do określonej temperatury. Ogrzany płyn wlewa się do równych arkuszy, które nie twardnieją, ale mają postać gumy. Po obróbce cieplnej materiał polimerowy nadaje się do wykrawania. To urządzenie odpycha produkt o określonym kształcie.

Gotowe wykroje trafiają do punktu obróbczego, gdzie majsterkowicze korygują wszelkie ewentualne drobne wady, w postaci dodatkowych śladów plastiku z prasy i tak dalej. Przetworzone produkty trafiają do sorterów zajmujących się pakowaniem w celu ich późniejszej sprzedaży.

Promocja i reklama biznesu.

Właściwe podejście do reklamy będzie wkrótce promować własny biznes. W przypadku tej konkretnej produkcji istnieją metody reklamy. Nie da się jednak obejść bez własnej strony internetowej. Zasób sieciowy otwiera możliwości dostarczenia klientowi bardziej szczegółowych informacji o produkcji. Witryna może zawierać katalog produktów, informacje kontaktowe, recenzje i nie tylko. Stworzenie i rozwój strony będzie kosztować około 120 000 rubli, kwota ta obejmuje już początkową promocję treści.

Warto również zwrócić uwagę na reklamę w ogłoszeniach, np. możesz opublikować swoje ogłoszenie w popularnym magazynie budowlanym lub branżowym, a także zamieścić ogłoszenie w lokalnej gazecie. Oczywiście koszt tego rodzaju usług zależy od konkretnych stawek prasy i próśb redakcji głównej.

Plan sprzedaży produktów polimerowych i możliwe terminy Zemsta.

Produkty polimerowe znajdują zastosowanie praktycznie w każdej dziedzinie produkcji. Przede wszystkim jest to folia polimerowa, która jest wykorzystywana do różnych celów, od pakowania żywności po aranżację szklarni i szklarni w rolnictwo. Dużym atutem będą kontakty z dużymi branżami lub przedsiębiorstwa handlowe którzy potrzebują podobnych produktów. Ponadto głównym kierunkiem sprzedaży będzie sprzedaż detaliczna i Hurt. Produkty polimerowe to bardzo szerokie pojęcie i mogą obejmować wiele gospodarstw domowych i produkty techniczne, na przykład formy polimerowe do betonu cieszą się dużą popularnością ze względu na łatwość obsługi i dostępność różnorodnych form.

Wysokość dochodu z ten biznes może wynosić odpowiednio od 50 do 100 tysięcy rubli tygodniowo, przez jeden miesiąc zysk wyniesie 100 x 4 (tygodnie) \u003d 400 000 rubli, za rok 400 000 x 12 (miesięcy) \u003d 4 800 000 rubli bez podatków i różnych płatności. Całkowite koszty tej działalności w pierwszym roku wynoszą odpowiednio około 4 781 000 rubli, dochód netto wyniesie około 4 800 000 - 4 781 000 = 19 000 rubli rocznie, co jest całkiem do przyjęcia, ponieważ przy tego rodzaju działalności może dojść do zera od kilku miesięcy do 2-3 lat. Na podstawie obliczonych danych można śmiało stwierdzić, że działalność polegająca na wytwarzaniu produktów polimerowych będzie w stanie spłacić się już za 12-14 miesięcy.

Materiały polimerowe to wysokocząsteczkowe związki chemiczne składające się z wielu drobnocząsteczkowych monomerów (jednostek) o tej samej strukturze. Często do produkcji polimerów stosuje się następujące składniki monomeryczne: etylen, chlorek winylu, dechlorek winylu, octan winylu, propylen, metakrylan metylu, tetrafluoroetylen, styren, mocznik, melaminę, formaldehyd, fenol. W tym artykule szczegółowo rozważymy, czym są materiały polimerowe, jakie są ich właściwości chemiczne i fizyczne, klasyfikacja i rodzaje.

Rodzaje polimerów

Cechą cząsteczek tego materiału jest duża, odpowiadająca następna wartość: M>5*103. Związki o niższym poziomie tego parametru (M=500-5000) nazywane są oligomerami. W związkach o niskiej masie cząsteczkowej masa jest mniejsza niż 500. Wyróżnia się następujące rodzaje materiałów polimerowych: syntetyczne i naturalne. Do tych ostatnich można zaliczyć kauczuk naturalny, mikę, wełnę, azbest, celulozę itp. Jednak główne miejsce zajmują polimery syntetyczne, które otrzymuje się w wyniku procesu syntezy chemicznej ze związków o małej masie cząsteczkowej. W zależności od sposobu wytwarzania materiałów wielkocząsteczkowych wyróżnia się polimery, które powstają w wyniku polikondensacji lub reakcji addycji.

Polimeryzacja

Proces ten polega na połączeniu składników o niskiej masie cząsteczkowej z wysoką masą cząsteczkową w celu uzyskania długich łańcuchów. Wartość poziomu polimeryzacji to liczba „merów” w cząsteczkach ta kompozycja. Najczęściej materiały polimerowe zawierają od tysiąca do dziesięciu tysięcy ich jednostek. Przez polimeryzację otrzymuje się następujące powszechnie stosowane związki: polietylen, polipropylen, polichlorek winylu, politetrafluoroetylen, polistyren, polibutadien itp.

polikondensacja

Proces ten jest reakcją etapową, polegającą na łączeniu lub duża liczba monomerów tego samego typu lub pary różnych grup (A i B) w polikondensatory (makrocząsteczki) z jednoczesnym powstawaniem produktów ubocznych: dwutlenek węgla, chlorowodór, amoniak, woda itp. W wyniku polikondensacji powstają silikony, polisulfony , poliwęglany, tworzywa aminowe, tworzywa fenolowe, poliestry, poliamidy i inne materiały polimerowe.

Poliaddycja

Proces ten rozumiany jest jako powstawanie polimerów w wyniku reakcji wielokrotnego dodawania składników monomerowych zawierających ograniczające kombinacje reakcji do monomerów grup nienasyconych (cykle aktywne lub wiązania podwójne). W przeciwieństwie do polikondensacji, reakcja poliaddycji przebiega bez żadnych produktów ubocznych. Najważniejszym procesem tej technologii jest utwardzanie i produkcja poliuretanów.

Klasyfikacja polimerów

Według składu wszystkie materiały polimerowe są podzielone na nieorganiczne, organiczne i organoelementy. Pierwsze z nich (mika, azbest, ceramika itp.) nie zawierają węgla atomowego. Oparte są na tlenkach glinu, magnezu, krzemu itp. Najszerszą klasę stanowią polimery organiczne, które zawierają atomy węgla, wodoru, azotu, siarki, halogenu i tlenu. Materiały polimerowe zawierające pierwiastki organiczne to związki, które oprócz wymienionych zawierają atomy krzemu, glinu, tytanu i innych pierwiastków, które mogą łączyć się z rodnikami organicznymi w ramach głównych łańcuchów. Takie kombinacje nie występują w naturze. Są to wyłącznie polimery syntetyczne. Charakterystycznymi przedstawicielami tej grupy są związki na bazie krzemoorganicznych, których główny łańcuch zbudowany jest z atomów tlenu i krzemu.

Aby uzyskać polimery o wymaganych właściwościach, technologia często wykorzystuje nie „czyste” substancje, ale ich kombinacje ze składnikami organicznymi lub nieorganicznymi. dobry przykład stosowane są polimerowe materiały budowlane: metal-tworzywa sztuczne, tworzywa sztuczne, włókno szklane, beton polimerowy.

Struktura polimerów

Specyfika właściwości tych materiałów wynika z ich budowy, która z kolei dzieli się na następujące typy: liniowo-rozgałęzione, liniowe, przestrzenne z dużymi grupami cząsteczkowymi i bardzo specyficznymi strukturami geometrycznymi oraz drabiną. Przyjrzyjmy się pokrótce każdemu z nich.

Materiały polimerowe o strukturze liniowo rozgałęzionej, oprócz głównego łańcucha cząsteczek, posiadają boczne rozgałęzienia. Te polimery obejmują polipropylen i poliizobutylen.

Materiały o strukturze liniowej mają długie łańcuchy zygzakowate lub spiralne. Ich makrocząsteczki charakteryzują się przede wszystkim powtarzalnością miejsc w jednej grupie strukturalnej ogniwa lub jednostki chemicznej łańcucha. Polimery o strukturze liniowej wyróżniają się obecnością bardzo długich makrocząsteczek ze znaczną różnicą charakteru wiązań wzdłuż łańcucha i między nimi. Dotyczy to wiązań międzycząsteczkowych i chemicznych. Makrocząsteczki takich materiałów są bardzo elastyczne. Ta właściwość jest podstawą łańcuchów polimerowych, co prowadzi do jakościowo nowych cech: wysokiej elastyczności, a także braku kruchości w stanie utwardzonym.

Teraz dowiedzmy się, jakie są materiały polimerowe o strukturze przestrzennej. Substancje te tworzą, gdy makrocząsteczki łączą się ze sobą, silne wiązania chemiczne w kierunku poprzecznym. W efekcie uzyskuje się strukturę siatkową, która ma niejednolitą lub przestrzenną podstawę siatki. Polimery tego typu mają większą odporność na ciepło i sztywność niż polimery liniowe. Materiały te są podstawą wielu strukturalnych substancji niemetalicznych.

Cząsteczki materiałów polimerowych o strukturze drabinkowej składają się z pary łańcuchów, które są połączone wiązaniem chemicznym. Należą do nich polimery krzemoorganiczne, które charakteryzują się zwiększoną sztywnością, odpornością na ciepło, ponadto nie wchodzą w interakcje z rozpuszczalnikami organicznymi.

Skład fazowy polimerów

Materiały te to układy składające się z obszarów amorficznych i krystalicznych. Pierwszy z nich pomaga zmniejszyć sztywność, uelastycznia polimer, czyli jest zdolny do dużych odwracalnych odkształceń. Faza krystaliczna pomaga zwiększyć ich wytrzymałość, twardość, moduł sprężystości i inne parametry, jednocześnie zmniejszając elastyczność molekularną substancji. Stosunek objętości wszystkich takich obszarów do całkowitej objętości nazywa się stopniem krystalizacji, gdzie maksymalny poziom (do 80%) mają polipropyleny, fluoroplasty, polietyleny o dużej gęstości. Polichlorki winylu, polietyleny o małej gęstości mają niższy stopień krystalizacji.

W zależności od tego, jak zachowują się materiały polimerowe po podgrzaniu, zwykle dzieli się je na termoutwardzalne i termoplastyczne.

Polimery termoutwardzalne

Materiały te mają przede wszystkim strukturę liniową. Po podgrzaniu miękną, ale w wyniku przepływu w nich reakcje chemiczne struktura zmienia się w przestrzenną, a substancja zamienia się w bryłę. W przyszłości ta jakość zostanie utrzymana. Na tej zasadzie zbudowane są polimery, których późniejsze ogrzewanie nie powoduje zmiękczenia substancji, a jedynie prowadzi do jej rozkładu. Gotowa mieszanina termoutwardzalna nie rozpuszcza się ani nie topi, dlatego jej ponowne przetwarzanie jest niedopuszczalne. Ten rodzaj materiału obejmuje silikon epoksydowy, fenolowo-formaldehydowy i inne żywice.

Polimery termoplastyczne

Materiały te po podgrzaniu najpierw miękną, a następnie topią się, a następnie twardnieją po ochłodzeniu. Podczas tego zabiegu polimery termoplastyczne nie ulegają zmianom chemicznym. To sprawia, że proces jest całkowicie odwracalny. Substancje tego typu mają liniowo-rozgałęzioną lub liniową strukturę makrocząsteczek, pomiędzy którymi działają małe siły i nie ma absolutnie żadnego wiązania chemiczne. Należą do nich polietyleny, poliamidy, polistyreny itp. Technologia materiałów polimerowych typu termoplastycznego przewiduje ich wytwarzanie poprzez formowanie wtryskowe w formach chłodzonych wodą, prasowanie, wytłaczanie, rozdmuchiwanie i innymi metodami.

Właściwości chemiczne

Polimery mogą występować w stanach: stałym, ciekłym, amorficznym, w fazie krystalicznej, a także w odkształceniu wysoce elastycznym, lepkim i szklistym. Powszechne stosowanie materiałów polimerowych wynika z ich wysokiej odporności na różne agresywne media, takie jak stężone kwasy i zasady. Nie mają na nie wpływu.Ponadto wraz ze wzrostem ich masy cząsteczkowej zmniejsza się rozpuszczalność materiału w rozpuszczalnikach organicznych. A polimery o strukturze przestrzennej na ogół nie mają wpływu na wspomniane ciecze.

Właściwości fizyczne

Większość polimerów to dielektryki, dodatkowo są to materiały niemagnetyczne. Spośród wszystkich użytych materiałów konstrukcyjnych tylko one mają najniższą przewodność cieplną i największą pojemność cieplną, a także skurcz termiczny (około dwudziestokrotnie większy niż w przypadku metalu). Przyczyną utraty szczelności różnych uszczelnień w warunkach niskich temperatur jest tzw. zeszklenie gumy, a także gwałtowna różnica między współczynnikami rozszerzalności metali i gum w stanie zeszklonym.

Właściwości mechaniczne

Materiały polimerowe wyróżnia szeroka gama właściwości mechanicznych, które silnie zależą od ich struktury. Oprócz tego parametru na właściwości mechaniczne substancji mogą mieć duży wpływ różne czynniki zewnętrzne. Należą do nich: temperatura, częstotliwość, czas trwania lub prędkość ładowania, rodzaj stanu naprężenia, ciśnienie, charakter środowiska, obróbka cieplna itp. właściwości mechaniczne materiały polimerowe to ich stosunkowo wysoka wytrzymałość przy bardzo małej sztywności (w porównaniu do metali).

Polimery dzieli się zwykle na stałe, których moduł sprężystości odpowiada E=1-10 GPa (włókna, folie, tworzywa sztuczne) oraz miękkie substancje wysokoelastyczne, których moduł sprężystości wynosi E=1-10 MPa (gumy) . Różne są prawidłowości i mechanizm niszczenia tych i innych.

Materiały polimerowe charakteryzują się wyraźną anizotropią właściwości, a także spadkiem wytrzymałości, rozwojem pełzania w warunkach długotrwałego obciążenia. Wraz z tym mają dość wysoką odporność na zmęczenie. W porównaniu z metalami różnią się ostrzejszą zależnością właściwości mechanicznych od temperatury. Jedną z głównych cech materiałów polimerowych jest odkształcalność (giętkość). Zgodnie z tym parametrem, w szerokim zakresie temperatur, zwykle ocenia się ich główne właściwości operacyjne i technologiczne.

Polimerowe materiały podłogowe

Teraz rozważ jedną z opcji praktyczne zastosowanie polimery, ujawniając pełną gamę tych materiałów. Substancje te znajdują szerokie zastosowanie w pracach budowlano-remontowo-wykończeniowych, w szczególności w podłogach. Ogromną popularność tłumaczy się właściwościami omawianych substancji: są odporne na ścieranie, mają niską przewodność cieplną, mają małą nasiąkliwość, są dość mocne i twarde, mają wysokie właściwości farb i lakierów. Produkcję materiałów polimerowych można warunkowo podzielić na trzy grupy: linoleum (walcowane), produkty z płytek i mieszanki do montażu bezspoinowych podłóg. Przyjrzyjmy się teraz pokrótce każdemu z nich.

Linoleum powstają na bazie różnego rodzaju wypełniaczy i polimerów. Mogą również zawierać plastyfikatory, środki ułatwiające przetwarzanie i pigmenty. W zależności od rodzaju materiału polimerowego rozróżnia się poliester (gliftalowy), polichlorek winylu, gumę, koloksylinę i inne powłoki. Ponadto ze względu na konstrukcję dzielą się na bezpodstawne i z podstawą dźwiękoizolacyjną, jednowarstwowe i wielowarstwowe, o gładkiej, wełnistej i falistej powierzchni oraz jedno- i wielokolorowe.

Materiały na podłogi bezszwowe są najwygodniejsze i najbardziej higieniczne w eksploatacji, mają dużą wytrzymałość. Mieszaniny te są zwykle podzielone na cement polimerowy, beton polimerowy i polioctan winylu.