Պոլիեսթեր խեժեր. արտադրություն և մշակում

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Վերջին տարիներին պոլիեսթեր խեժերը շատ տարածված են դարձել: Առաջին հերթին դրանք պահանջված են որպես առաջատար բաղադրիչներ ապակեպլաստե, ամուր և թեթև կառուցվածքային նյութերի արտադրության ժամանակ։

Խեժի պատրաստում. առաջին քայլ

Ինչպե՞ս է սկսվում պոլիեսթեր խեժի արտադրությունը: Այս գործընթացը սկսվում է յուղի թորումից՝ դրա ընթացքում արտազատվում են տարբեր նյութեր՝ բենզոլ, էթիլեն և պրոպիլեն։ Դրանք անհրաժեշտ են հակահիդրիդների, պոլիբազային թթուների, գլիկոլների արտադրության համար։ Միասին եփելուց հետո այս բոլոր բաղադրիչները ստեղծում են այսպես կոչված հիմքային խեժ, որը որոշակի փուլում պետք է նոսրացվի ստիրոլով։ Վերջին նյութը, օրինակ, կարող է լինել պատրաստի արտադրանքի 50%-ը։ Այս փուլի շրջանակներում թույլատրվում է նաև պատրաստի խեժի վաճառքը, սակայն արտադրության փուլը դեռ ավարտված չէ՝ չպետք է մոռանալ տարբեր հավելումներով հագեցվածության մասին։ Այս բաղադրիչների շնորհիվ է, որ պատրաստի խեժը ձեռք է բերում իր յուրահատուկ հատկությունները։

Խառնուրդի բաղադրությունը կարող է փոփոխվել արտադրողի կողմից. շատ բան կախված է նրանից, թե կոնկրետ որտեղ է օգտագործվելու պոլիեսթեր խեժը: Մասնագետներն ընտրում են ամենաօպտիմալ համակցությունները, դրա արդյունքըաշխատանքը կլինեն բոլորովին այլ հատկություններով նյութեր։

Խեժի արտադրություն. երկրորդ փուլ

Կարևոր է, որ պատրաստի խառնուրդը ամուր լինի. սովորաբար նրանք սպասում են մինչև պոլիմերացման գործընթացը հասնի ավարտին: Եթե այն ընդհատվում է, և նյութը վաճառվում է, ապա այն միայն մասամբ պոլիմերացված է: Եթե դրա հետ ոչինչ չարվի, պոլիմերացումը կշարունակվի, նյութն անպայման կպնդանա։ Այս պատճառներով խեժի պահպանման ժամկետը շատ սահմանափակ է. որքան հին է նյութը, այնքան վատ է նրա վերջնական հատկությունները: Պոլիմերացումը կարող է նաև դանդաղել. դրա համար օգտագործվում են սառնարաններ, այնտեղ կարծրացում չի լինում։

Որպեսզի արտադրության փուլն ավարտվի և պատրաստի արտադրանք ստացվի, խեժին պետք է ավելացնել նաև երկու կարևոր նյութ՝ կատալիզատոր և ակտիվացնող։ Նրանցից յուրաքանչյուրը կատարում է իր գործառույթը՝ խառնուրդում սկսվում է ջերմության առաջացումը, որը նպաստում է պոլիմերացման գործընթացին։ Այսինքն՝ դրսից ջերմության աղբյուր չի պահանջվում՝ ամեն ինչ առանց դրա է լինում։

Պոլիմերացման գործընթացի ընթացքը կարգավորվում է - վերահսկվում են բաղադրիչների համամասնությունները։ Քանի որ կատալիզատորի և ակտիվացնողի միջև շփումը կարող է հանգեցնել պայթուցիկ խառնուրդի, վերջինս սովորաբար ավելացվում է խեժին բացառապես որպես արտադրության մաս, կատալիզատորը ավելացվում է օգտագործելուց առաջ, այն սովորաբար մատակարարվում է առանձին: Միայն երբ պոլիմերացման գործընթացն ավարտվի, նյութը կարծրանա, կարող ենք եզրակացնել, որ պոլիեսթեր խեժերի արտադրությունն ավարտված է։

Օրիգինալ խեժեր

Ինչ է սանյութը իր սկզբնական վիճակում? Այն մեղրի նման մածուցիկ հեղուկ է, որը կարող է տարբեր լինել մուգ շագանակագույնից մինչև բաց դեղին: Երբ ներմուծվում է որոշակի քանակությամբ կարծրացուցիչներ, պոլիեսթեր խեժը սկզբում մի փոքր թանձրանում է, այնուհետև ձեռք է բերում դոնդողանման վիճակ։ Քիչ հետո խտությունը նմանվում է ռետինին, այնուհետև նյութը կարծրանում է (դառնում է չթրմվող, անլուծելի):

Այս գործընթացը կոչվում է պնդացում, քանի որ նորմալ ջերմաստիճանում այն տևում է մի քանի ժամ: Երբ խեժը գտնվում է ամուր վիճակում, այն նման է կոշտ, դիմացկուն նյութի, որը կարելի է հեշտությամբ ներկել տարբեր գույներով: Որպես կանոն, այն օգտագործվում է ապակե գործվածքների հետ միասին (պոլիեսթեր ապակեպլաստե), այն կատարում է կառուցվածքային տարրի գործառույթը տարբեր ապրանքների արտադրության համար, ինչպիսիք են պոլիեսթեր խեժը: Նման խառնուրդների հետ աշխատելու հրահանգները շատ կարևոր են: Անհրաժեշտ է համապատասխանել դրա յուրաքանչյուր կետին։

Հիմնական հատկանիշներ

Պոլիեսթեր խեժերը պինդ վիճակում հիանալի կառուցվածքային նյութեր են: Դրանք բնութագրվում են կարծրությամբ, բարձր ուժով, գերազանց դիէլեկտրական հատկություններով, մաշվածության դիմադրությամբ, քիմիական դիմադրությամբ։ Մի մոռացեք, որ շահագործման ընթացքում պոլիեսթեր խեժից պատրաստված արտադրանքը անվտանգ է բնապահպանական տեսանկյունից: Ապակե գործվածքների հետ համատեղ օգտագործվող խառնուրդների որոշակի մեխանիկական հատկություններ, իրենց կատարողականությամբ, նման են կառուցվածքային պողպատի պարամետրերին (որոշ դեպքերում նույնիսկ գերազանցում են դրանք): Արտադրության տեխնոլոգիան էժան է, պարզ, անվտանգ, քանի որ նյութը բուժվում է նորմալ սենյակային ջերմաստիճանում:ջերմաստիճանը, նույնիսկ ճնշման կիրառումը չի պահանջվում: Ցնդող կամ այլ ենթամթերքների արտանետումներ չկան, նկատվում է միայն աննշան կծկում: Այսպիսով, արտադրանքի արտադրության համար թանկարժեք մեծածավալ կայանքներ չեն պահանջվում, և ջերմային էներգիայի կարիք չկա, ինչի շնորհիվ ձեռնարկությունները արագ տիրապետում են ինչպես մեծ, այնպես էլ փոքր հզորությունների արտադրությանը։ Մի մոռացեք պոլիեսթեր խեժերի ցածր գնի մասին. այս ցուցանիշը երկու անգամ ցածր է էպոքսիդային նմանակներից:

Արտադրական աճ

Անհնար է անտեսել այն փաստը, որ այս պահին չհագեցած պոլիեսթեր խեժի արտադրությունը տարեցտարի մեծ թափ է հավաքում, դա վերաբերում է ոչ միայն մեր երկրին, այլև ընդհանուր արտաքին միտումներին։ Եթե հավատաք փորձագետների կարծիքին, ապա տեսանելի ապագայում այս իրավիճակը, անկասկած, կշարունակվի։

Խեժերի թերությունները

Իհարկե, պոլիեսթեր խեժերը նույնպես ունեն որոշ թերություններ, ինչպես ցանկացած այլ նյութ: Օրինակ՝ արտադրության ժամանակ ստիրոլն օգտագործվում է որպես լուծիչ։ Այն դյուրավառ է և խիստ թունավոր: Այս պահին արդեն ստեղծվել են այնպիսի բրենդներ, որոնք իրենց բաղադրության մեջ չունեն ստիրոլ։ Մեկ այլ ակնհայտ թերություն՝ դյուրավառություն: Չփոփոխված, չհագեցած պոլիեսթեր խեժերը այրվում են այնպես, ինչպես կարծր փայտերը: Այս խնդիրը լուծված է. նյութի բաղադրության մեջ ներմուծվում են փոշի լցոնիչներ (ցածր մոլեկուլային քաշի օրգանական միացություններ, որոնք պարունակում են ֆտոր և քլոր, անտիմոնի եռօքսիդ), երբեմն օգտագործվում է քիմիական մոդիֆիկացիա՝ տետրաքլորոֆտալիկ,քլորենդիկ թթու, որոշ մուլտիմերներ՝ վինիլքլորացետատ, քլորոստիրոլ, այլ միացություններ, որոնք պարունակում են քլոր։

Խեժի բաղադրություն

Եթե նկատի ունենանք չհագեցած պոլիեսթեր խեժերի բաղադրությունը, ապա այստեղ կարելի է նշել տարբեր բնույթի քիմիական տարրերի բազմաբաղադրիչ խառնուրդ. նրանցից յուրաքանչյուրը կատարում է որոշակի առաջադրանքներ: Հիմնական բաղադրիչները պոլիեսթեր խեժերն են, դրանք կատարում են տարբեր գործառույթներ։ Օրինակ, պոլիեսթերը հիմնական բաղադրիչն է: Այն պոլիոլների պոլիկոնդենսացման ռեակցիայի արդյունք է, որոնք փոխազդում են անհիդրիդների կամ պոլիբազային թթուների հետ։

Եթե խոսենք պոլիհիդրիկ սպիրտների մասին, ապա այստեղ պահանջարկ ունեն դիէթիլեն գլիկոլը, էթիլեն գլիկոլը, գլիցերինը, պրոպիլեն գլիկոլը, դիպրոպիլեն գլիկոլը։ Որպես անհիդրիդներ՝ օգտագործվում են ադիպիկ, ֆումարաթթուներ, ֆտալային և մալեյնային անհիդրիդներ։ Պոլիեսթեր խեժի ձուլումը դժվար թե հնարավոր լիներ, եթե պոլիեսթերը մշակման պատրաստ լինելու դեպքում ունենար ցածր մոլեկուլային քաշ (մոտ 2000 թ.): Արտադրանքի ձուլման գործընթացում այն վերածվում է եռաչափ ցանցային կառուցվածքով, բարձր մոլեկուլային քաշով պոլիմերի (բուժման նախաձեռնող սարքերի ներդրումից հետո)։ Հենց այս կառուցվածքն է ապահովում քիմիական դիմադրություն, նյութի բարձր ամրություն։

լուծիչ-մոնոմեր

Մյուս պարտադիր բաղադրիչը լուծիչ մոնոմերն է: Այս դեպքում լուծիչը կատարում է երկակի ֆունկցիա. Առաջին դեպքում դա պահանջվում է խեժի մածուցիկությունը նվազեցնելու համար այն մակարդակի, որն անհրաժեշտ է մշակման համար (քանի որ ինքնին պոլիեսթերըչափազանց հաստ).

Մյուս կողմից, մոնոմերը ակտիվորեն մասնակցում է պոլիեսթերով համապոլիմերացման գործընթացին, ինչի շնորհիվ ապահովվում է պոլիմերացման օպտիմալ արագություն և նյութի պնդման բարձր խորություն (եթե պոլիեսթերները դիտարկվում են առանձին, ապա դրանց ամրացումը բավականին դանդաղ): Հիդրոպերօքսիդը հենց այն բաղադրիչն է, որն անհրաժեշտ է հեղուկ վիճակից պնդանալու համար. միայն այս կերպ պոլիեսթեր խեժը ձեռք է բերում իր բոլոր որակները: Կատալիզատորի օգտագործումը պարտադիր է նաև չհագեցած պոլիեսթեր խեժերի հետ աշխատելիս։

Արագացուցիչ

Այս բաղադրիչը կարելի է ավելացնել պոլիեսթերներին ինչպես արտադրության ընթացքում, այնպես էլ մշակման ժամանակ (մինչև նախաձեռնողի ավելացումը): Կոբալտի աղերը (կոբալտի օկտոատ, նաֆթենատ) կարելի է անվանել պոլիմերային պնդացման ամենաօպտիմալ արագացուցիչներ։ Պոլիմերացումը ոչ միայն պետք է արագացնել, այլև ակտիվացնել, թեև որոշ դեպքերում այն դանդաղում է։ Գաղտնիքն այն է, որ եթե արագացուցիչներ և նախաձեռնիչներ չօգտագործվեն, պատրաստի նյութում ինքնուրույն կձևավորվեն ազատ ռադիկալներ, ինչի պատճառով պոլիմերացումը տեղի կունենա վաղաժամ՝ հենց պահեստավորման ժամանակ։ Այս երևույթը կանխելու համար անփոխարինելի է բուժիչ դանդաղեցնողը (արգելիչ):

Ինհիբիտորի սկզբունք

Այս բաղադրիչի գործողության մեխանիզմը հետևյալն է՝ այն փոխազդում է պարբերաբար առաջացող ազատ ռադիկալների հետ, որի արդյունքում առաջանում են ցածր ակտիվ ռադիկալներ կամ միացություններ, որոնք ընդհանրապես ռադիկալ բնույթ չունեն։ Ինհիբիտորների ֆունկցիան սովորաբար կատարում են այդպիսիննյութեր՝ քինոններ, տրիկրեզոլ, ֆենոն, որոշ օրգանական թթուներ։ Արտադրության ընթացքում պոլիեսթերները ձևավորվում են փոքր քանակությամբ ինհիբիտորներով:

Այլ հավելումներ

Վերը նկարագրված բաղադրիչները հիմնականն են, դրանց շնորհիվ է, որ հնարավոր է աշխատել պոլիեսթեր խեժի հետ որպես կապակցող։ Այնուամենայնիվ, ինչպես ցույց է տալիս պրակտիկան, արտադրանքի ձևավորման գործընթացում բավականաչափ մեծ քանակությամբ հավելումներ են ներմուծվում պոլիեսթերների մեջ, որոնք, իր հերթին, կատարում են մի շարք գործառույթներ և փոփոխում բնօրինակ նյութի հատկությունները: Այս բաղադրիչներից կարելի է նշել փոշու լցոնիչները. դրանք ներկայացվել են հատուկ կրճատումը նվազեցնելու, նյութի արժեքը նվազեցնելու և հրդեհային դիմադրությունը բարձրացնելու համար: Հարկ է նշել նաև ապակե գործվածքներ (ամրապնդող լցոնիչներ), որոնց օգտագործումը պայմանավորված է մեխանիկական հատկությունների ավելացմամբ: Կան նաև այլ հավելումներ՝ կայունացուցիչներ, պլաստիկացնողներ, ներկանյութեր և այլն։

Ապակյա գորգեր

Ինչպես հաստությամբ, այնպես էլ կառուցվածքով ապակեպլաստե ապակեպլաստե ապակեպլաստե կարող է տարբեր լինել: Ապակե գորգերը ապակեպլաստե են, որոնք մանր կտրատված են, դրանց երկարությունը տատանվում է 12-50 մմ: Տարրերը սոսնձվում են մեկ այլ ժամանակավոր կապի միջոցով, որը սովորաբար փոշի կամ էմուլսիա է: Էպոքսիդային պոլիեսթեր խեժը օգտագործվում է ապակե գորգերի արտադրության համար, որոնք բաղկացած են պատահականորեն դասավորված մանրաթելից, մինչդեռ ապակեպլաստե ապակեպլաստե իր տեսքով սովորական գործվածք է հիշեցնում: Առավելագույն հնարավոր ամրության հասնելու համար պետք է օգտագործել տարբեր տեսակի ապակեպլաստե:

Ընդհանուր առմամբ, ապակե գորգերն ավելի քիչ ունենուժ, բայց դրանք շատ ավելի հեշտ են մշակվում: Ապակեպլաստե ապակեպատման հետ համեմատած այս նյութը ավելի լավ է կրկնում մատրիցայի ձևը: Քանի որ մանրաթելերը բավականին կարճ են, ունեն քաոսային կողմնորոշում, գորգը դժվար թե կարողանա պարծենալ մեծ ուժով: Այնուամենայնիվ, այն կարող է շատ հեշտությամբ ներծծվել խեժով, քանի որ այն փափուկ է, մինչդեռ ազատ և հաստ է, ինչ-որ չափով սպունգ է հիշեցնում: Նյութը իսկապես փափուկ է և ձուլվող: Օրինակ, լամինատը, որը պատրաստված է նման գորգերից, ունի հիանալի մեխանիկական հատկություններ, բարձր դիմադրություն ունի մթնոլորտային պայմանների նկատմամբ (նույնիսկ երկար ժամանակահատվածում):

Որտեղ օգտագործվում են ապակե գորգեր

Մատն օգտագործվում է կոնտակտային կաղապարման ոլորտում, որպեսզի կարողանանք արտադրել բարդ ձևերով ապրանքներ: Այս նյութից պատրաստված արտադրանքն օգտագործվում է մի շարք ոլորտներում՝

• նավաշինության ոլորտում (կանոների, նավակների, զբոսանավերի, ձկնահատիչների, տարբեր ներքին կառույցների կառուցում և այլն);
• Ապակի գորգը և պոլիեսթեր խեժը օգտագործվում են ավտոմոբիլային արդյունաբերության մեջ (տարբեր մեքենաների մասեր, բալոններ, ֆուրգոններ, դիֆուզորներ, տանկեր, տեղեկատվական վահանակներ, պատյաններ և այլն);
• շինարարության ոլորտում (որոշ փայտանյութեր, ավտոբուսների ապաստարանների կառուցում, միջնապատերի կառուցում և այլն):

Ապակե գորգերն ունեն տարբեր խտություն, ինչպես նաև հաստություն։ Նյութը բաժանվում է մեկ քառակուսի մետրի քաշով, որը չափվում է գրամով։ Բավականին բարակ նյութ կա, համարյաօդային (ապակե շղարշ), կա նաև հաստ, գրեթե վերմակի նման (օգտագործվում է արտադրանքի ցանկալի հաստությունը ձեռք բերելու, պահանջվող ամրությունը ապահովելու համար):