Каждое изделие осматривается визуально. Не допускается наличие трещин и сколов

4.1. Каждое изделие осматривается визуально. Не допускается наличие трещин и сколов.

4.5. Механическая обработка полиэфирных материалов

Материалы на основе полиэфирных смол могут подвергаться всем видам механической обработки, хотя это сопряжено с определенными трудностями. Механический перенос закономерностей процесса резания металлов и рекомендаций по отдельным видам их обработки на процесс резания пластмасс, как показала практика, невозможен, поскольку пластмассы – особая по сравнению с металлами группа материалов, имеющая специфические свойства, обуславливающие особенности процесса их резания. Детали из полиэфирных материалов при изготовлении прессованием, литьем, формованием изменяют свои размеры и формы вследствие усадки при отверждении и остывании, поэтому обработка резанием является необходимой, широко распространенной и важной операцией в общем технологическом процессе изготовления изделий из этих материалов[11,12,17].

Полиэфирные материалы, как правило, содержат пигменты, наполнители дисперсные и волокнистые, в том числе стекловолокно, что вызывает быстрый износ инструмента. Этому способствует низкая теплопроводность полиэфирной смолы.

При механической обработке полиэфирных материалов предпочтительнее применять резцы из твердых сплавов группы ВК по сравнению со сплавами групп ТК и ТТК.

Для твердых сплавов группы ВК с различным содержанием кобальта (ВК-3, ВК-4, ВК-6, ВК-8, ВК-10) наибольшая стойкость отмечена при использовании резцов, оснащенных пластинками из ВК-6, что более чем в 4 раза превышает срок службы твердосплавных резцов из ВК-8. Стойкость резцов, оснащенных пластинками из мелкозернистых твердых сплавов ВК6М и ВК60М, в 7-9 раз превосходит стойкость инструмента из ВК-8. Стойкость резцов из быстрорежущей стали Р18 в 2-3 раза меньше, чем из ВК-8 и вольфрамовых сплавов КНТ-20 и ТН-20.

Стойкость резцов из быстрорежущей стали можно повысить нитроцементацией, нанесением тонкого поверхностного слоя карбонитридов на установках ‘Булат’.

При разрезании листов, труб и стержней из стеклопластиков толщиной до 30 мм наибольшая производительность обработки отмечена при использовании алмазных кругов, оснащенных синтетическими алмазами АСВ и АСК зернистостью 400/315 или 250/200. Рекомендуемая скорость резания V=60-65 м/с, подача S=6 000-7 000 мм/мин.

Стойкость алмазных кругов составляет около 50 ч, а с применением охлаждающей среды она увеличивается примерно в 2 раза.

Для шлифования пластмасс наиболее пригодны карборундовые круги средней твердости на керамической или бакелитовой связке с размером зерна абразива 0,8-0,5 мм для черновой обработки и 0,25-0,16 мм для чистовой. Часто применяют также шлифовальную шкурку с теми же размерами зерен абразива. Окончательную обработку поверхности перед полированием производят шкурками с самыми мелкими абразивными зернами № М-20, М-40.

Разработаны специальные абразивные круги, которые позволяют повысить производительность шлифования пластмасс. В качестве абразивного материала в них использовано раздробленное (оконное, тарное) стекло, а в качестве связки – бакелитовая смола. Абразивные круги из стеклянных зерен способны самозатачиваться в процессе шлифования. Объясняется это тем, что зерна из стекла имеют худшие механические характеристики, чем электрокорунд и карбид кремния, и легко разрушаются вследствие откалывания от зерен небольших частиц и выкрашивания затупившихся зерен. Вместо них в работу вступают новые обнажившиеся зерна, и режущие свойства круга поддерживаются на протяжении всего периода стойкости.

Внедрение стеклянных абразивных кругов в производство показало, что они по стойкости превосходят металлообрабатывающие в 10-20 раз и дают более низкую шероховатость поверхности. Для получения поверхностей особо высокого качества или придания им стойкости к окружающей среде, применяют полирование, которое придает изделию товарный вид. Полирование производят на полировальных кругах или в барабанах диаметром 500-700 мм, причем используют мягкие и твердые круги. При работе с твердыми кругами из войлока и фетра исправляют глубокие дефекты --- риски, царапины, штрихи и т.п. Составляются эти круги из двух прокладочных дисков на каждые три рабочих диска, а их толщина равна 60-100 мм.

При работе с мягкими полировальными кругами, детали подвергают окончательному полированию.

Рабочие поверхности кругов покрывают полировальными композициями, основной частью которых являются абразивные материалы – пемза, наждак, карборунд, мел, глина, оксид хрома и др. Полировальные пасты выпускают с абразивами четырех градаций по дисперсности (четырех цветов). Самое грубое полирование получено при использовании пасты с абразивом дисперсностью 60-65 мкм (паста красного цвета), желтая паста содержит абразив размером 40-45 мкм, зеленая – 30-35мкм и серая паста, самая тонкая, -- 20-25 мкм. В таблице №6 приведен состав, мас %, наиболее часто применяемой шлифовально-полировальной пасты (пасты ГОИ).

Таблица №6 Состав шлифовально-полировальной пасты ГОИ

	Грубая	Средняя	Тонкая
Окись хрома	81	76	74
Стеарин	10	10	10
Расщепленный жир	5	10	10
Силикагель	2	2	1,8
Керосин	2	2	2
Сода двууглекислая	--	--	0,2

Если после полирования на поверхности изделий остается жирная пленка, то необходимо применять составы для удаления полировальных паст. Составы содержат водные растворы и эмульсии с мягким абразивом, растворители, поверхностно-активные вещества и др.

При составлении рецептур полировальных паст необходимо учитывать, что при полировании светлоокрашенных изделий в пасту вводят только светлые компоненты, не оставляющие следов на обрабатываемой поверхности, а для восстановления первоначального цвета в местах обработки можно применять цветные пасты. Минимальный припуск на полирование 0,12-0,30 мм.

Выводы

Так, технология изготовления материалов на основе ненасыщенных полиэфирных смол и изделий из них включает следующие операции: подготовку сыпучих исходных компонентов; подготовку связующего; смешение сыпучих компонентов со связующим; дегазацию композиционного материала; заливку композиционного материала в формы; формирование изделия.

Изделия можно получать методом прямого или литьевого прессования при минимальном давлении прессования, так как композиции обладают высокой текучестью. Используя композицию, можно изготавливать армированные изделия путем пропитки полиамидных, хлопчатобумажных, стеклянных и других тканей, что позволяет получить особо прочные конструкции при сохранении высоких антифрикционных свойств. Изделия антифрикционного назначения, имеющие цилиндрическую форму, особенно крупногабаритные, целесообразно изготавливать методом центробежного литья при скорости вращения формы 120 - 400 мин ^-1.

Для ускорения процесса формирования изделий форму рекомендуется подогреть до 40 - 80⁰С, для чего можно использовать горячую воду или термошкаф. Время отверждения композиционных материалов можно изменять в широких пределах. Процесс отверждения идет с выделением тепла, что следует учитывать при изготовлении крупногабаритных изделий во избежания их коробления и растрескивания.

Композиционные материалы на основе ненасыщенных полиэфирных смол допускают обработку любыми видами режущего инструмента, что позволяет изготавливать изделия с высокой точностью оформляющих размеров. Достоинством композиционных материалов такого типа является возможность использования отходов в технологическом цикле. Разработан метод регенерации отходов композиций на основе ненасыщенных полиэфирных смол путем увеличения длительности резиноподобного состояния с последующим измельчением их на вальцах. Измельченные активированные отходы могут быть использованы в качестве наполнителя композиционных материалов, что позволяет в 3 - 5 раз снизить расход связующего и в значительной мере решает проблему утилизации промышленных полимерных отходов.

Глава Y. Требования техники безопасности при работе с полиэфирными смолами и инициирующими добавками 5.1. Хранение полиэфирных смол и инициирующих добавок

Полиэфирные смолы хранят в бочках или бидонах из стали, алюминия или оцинкованной стали в закрытых помещениях при температуре не выше 20⁰С, защищая от действия солнечных лучей и влаги. Гарантийный срок хранения составляет обычно 4-6 месяцев, однако если по истечении данного срока смола удовлетворяет требованиям НТД, ее можно считать пригодной к переработке.

Пожарная опасность полиэфирных смол определяется природой мономера, входящего в их состав. Стирол, являющийся компонентом многих смол, легко воспламеняется (температура вспышки 31⁰С, температура самовоспламенения 490⁰С)[29].

Для предотвращения пожара необходимо хранить смолы в плотно закупоренной таре; освещение и электрооборудование складских помещений должно быть сделано во взрывоопасном исполнении. Не допускаются наличие источников открытого огня и искрообразование. Помещения должны быть снабжены средствами пожаротушения – пенными и углекислотными огнетушителями, песком и т.п.

Перекисные и гидроперекисные инициаторы, являющиеся взрыв- и огнеопасными веществами, хранят в изолированных проветриваемых помещениях при температуре не выше 25⁰С. В сухом состоянии они могут разлагаться со взрывом при ударах, растирании, нагревании, соприкосновении с сильными кислотами и восстановителями. Гипериз, перекиси метилэтилкетона, циклогексанона необходимо хранить в таре из полиэтилена или темного стекла. При этом запрещается использовать резиновые и притертые стеклянные пробки, вместо них применяют завинчивающиеся крышки из полиэтилена или корковые пробки с прокладкой из полиэтиленовой пленки[7].

Перекись бензоила поставляют и хранят в увлажненном состоянии (влажность не менее 25%) в стеклянных и керамических емкостях (банки, бутылки) с деревянными или полиэтиленовыми пробками и крышками. Замороженная увлажненная перекись бензоила также взрывоопасна, как и сухая, поэтому в зимнее время необходимо увлажнять ее не водой, а этиловым спиртом.

Не допускается хранение перекисей и гидроперекисей рядом с источниками тепла, а также на солнечном свету. Складское помещение должно отвечать требованиям, предъявляемым к помещениям для хранения огне- и взрывоопасных веществ. Источники электрического освещения располагаются вне помещения. Помещение должно быть чистым, при возникновении пожара следует применять воду и песок.

В лабораториях и производственных помещениях разрешается хранить лишь небольшое количество инициатора. Тара, освобождающаяся из-под перекисей и гидроперекисей, должна тщательно промываться ацетоном, водой, содовым раствором или 3%-ным раствором щелочи, после этого тару можно использовать повторно. Категорически запрещается хранить непромытую тару.

Применяемый в качестве ускорителя диметиланилин поставляется в стеклянных бутылках, ускоритель НК- в алюминиевых бидонах и стеклянных бутылях. Ускорители ввиду их горючести и токсичности хранят в отдельных помещениях в условиях, аналогичных условиям хранения полиэфирных смол.

  5.2. Переработка полиэфирных смол

Ненасыщенные полиэфирные смолы – пожароопасные и токсичные материалы. Токсичность стиролсодержащих полиэфирных смол обусловлена содержанием в них стирола (25-40 мас %), пары которого оказывают наркотическое и сильно раздражающее действие, а также воздействуют на нервную систему, кровь и кроветворные органы. Попадание стирола или стиролсодержащих смол на кожу может вызвать раздражение и дерматиты. Предельно допустимая концентрация в рабочей зоне 30 мг/м³, в производственных помещениях –5, в приземном слое промышленной площадки – 1,5, а в жилой зоне – 0,003 мг/м³, в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоиспользования –0,1 мг/л. В состав полиэфирных композиций входит ряд компонентов, которые имеют высокую токсичность[25,26,28].

Работы с полиэфирными смолами следует проводить в помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией. Для достижения в воздухе ПДК стирола 5 мг/м³ при работе со стиролсодержащими смолами необходимо подавать воздуха 2 000 м³/ч на 1 м² поверхности формуемого материала, однако создать такой воздухообмен в реальных условиях сложно. Кроме того, при увеличении скорости потока воздуха сильно повышается скорость испарения стирола.

Для расчета вентиляции воздухообмен L (м³/ч) при выделении органических растворителей из раствора полимеров определяют по формуле

L=G(K₂ – K₁) (7)

где G – количество выделяющихся растворителей, г/ч;

К₂ – предельное содержание растворителей в удаляемом воздухе, г/м³;

К₁ – содержание растворителей в приточном воздухе, г/м³.

Кроме общей необходимо устанавливать местную вентиляцию в местах наибольшей концентрации токсичных летучих веществ (прессы, сушильные шкафы, участки для контактного формования, свободной заливки и т.д.). При этом рекомендуется отсасывать стирол в нижней части рабочего помещения, так как его пары тяжелее воздуха.

При работе с полиэфирными смолами следует пользоваться спецодеждой (халаты, комбинезоны, фартуки и др.), резиновыми, полиэтиленовыми или поливинилхлоридными перчатками или специальными защитными смазками на основе поливинилового спирта или казеина. Рекомендуется применять для защиты кожных покровов пасты, мази, кремы (типа мази Селинского и ИЭР-1).

Пасту наносят на руки, выдерживают несколько минут до высыхания, после чего на коже образуется защитная пленка. После окончания работы ее смывают водой. При попадании смолы на незащищенные участки кожи необходимо удалить ее тампоном, а затем промыть этот участок кожи теплой водой с мылом или 5%-ным раствором соды и смазать кремом. Перекиси оказывают резкое раздражающее действие на кожу и слизистую оболочку и могут вызвать ожоги, поэтому пораженное место следует обрабатывать спиртом или сильной струей воды. При попадании перекиси в глаза, их промывают водой и 5%-ным раствором соды и обращаться к врачу.

Цех по переработке полиэфирных смол должен отвечать требованиям, предъявляемым к взрыво- и пожароопасным помещениям: они снабжаются средствами пожаротушения, взрывобезопасными электрооборудованием и осветительной аппаратурой. Запрещается работа с инструментом, который может вызвать искрение при ударе, нельзя предварительно смешивать инициатор и ускоритель во избежание возгорания и взрыва. Помещения, в которых приготавливаются и обрабатываются полиэфирные композиции, имеют класс ПУЭ В-1а, а механическая обработка производится в помещениях класса П-2а.

При механической обработке предельно допустимая концентрация пыли в производственном помещении не должна превышать 2 мг/м³. После работы необходимо мыть лицо и руки только горячей водой, сначала без мыла, чтобы пыль не втиралась в кожу, а затем с мылом. Входное устройство пневмоотсоса необходимо устанавливать таким образом, чтобы в него попадали пыль и стружка. В противном случае они рассеиваются в воздухе и загрязняют его. Иногда при механической обработке пластмасс стружку и пыль удаляют с помощью смазочно-охлаждающей жидкости.

    Литература

1. Отчет по теме ‘Разработать состав и технологии изготовления абразивного материала для обработки деталей сложной геометрической формы’. Науч. рук.: Струк В.А., - Гродно, 1996.

2. Справочник по композиционным материалам. Под ред. Дж. Любика т1, т2. - М.: Машиностроение, 1988.

3. Струк В.А. Антифрикционные материалы на основе полимерных связующих. - Гродно, 1996.

4. Композиционные материалы. Справочник под общей ред. В.В.Васильева, Ю.М. Тарнопольского. - М.: Машиностроение, 1990.

5. Седов Л.Н. Состав и свойства полиэфирных связующих для пресскомпозиций. - М.,1975.

6. Моисеева И.П., Верин С.П., Семенова Н.И. Тиксотропные антикоррозионные грунтовки для защиты надводных поверхностей судов. -1975.

7. Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов. Справочное пособие. Под ред. М.М. Гольдберга.- М., 1978.

8. Седов Л.Н., Михайлова З.В. Ненасыщенные полиэфиры.- М.,1977.

9. Справочник по пластмассам. Под ред. В.М. Катаева, В.А. Попова, Б.И.Сажина. - М., 1975.

10. Азаров В.И., Цветков В.Е. Технология связующих и полимерных материалов. - М.: Лесная промышленность, 1985.

11. Новые материалы в технике и науке.- М., Наука, 1976.

12. Коляго Г.Г., Струк В.А. Материалы на основе ненасыщенных полиэфиров. - Минск: Навука i тэхнiка, 1990.

13. Костин П.П. Физико-механические испытания металлов, сплавов и неметаллических материалов. - М.: Машиностроение, 1990, - 256 с.

14. Вегман Е.Ф., Руфанов Ю.Г., Федорченко И.Н. Кристаллография, минералогия и рентгенография. - М.: Металлургия, 1990, - 262с.

15. Струк В.А., Минюк Г.Е. Лабораторный практикум по курсу”Физика и химия полимеров”. - Гродно: ГрГУ, 1995,- 64с.

16. Феномен кремня: реальность и перспективы. Сборник трудов первого Республиканского научно-практического семинара. - Минск, 1993.-126с.

17. Гуль В.Е., Акутин М.С. Основы переработки пластмасс.- М.: Химия, 1985.- 400 с.

18. Охлопкова А.А. Триботехнические и механические характеристики модифицированного политетрафторэтилена // Трение и износ.-№4. - Т.17. - 1996. - С. 550-553.

19. Миронов В.С. Технологическое управление триботехническими характеристиками слоистых полимерных композиций // Трение и износ. - №3.- Т.16. -1995. -С.527-536.

20. Ольшевский О.З. Исследование триботехнических характеристик композиционных материалов на базе ПЭНД // Физика конденсированных сред: Тезисы докладов YI Республиканской научной конференции студентов и аспирантов /Под ред. Лиопо В.А.- Гродно: ГрГУ, 1998. - С.147.

21. Кузнецов В.М. Смеси полимеров.- М.: Химия, 1979. - 304с.

22.Менсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты / Под ред. Ю.К.Годовского. - М.: Химия, 1979. -440с.

23. Тупов И.И., Кострикина Г.И. Химия и физика полимеров.- М.: Химия, 1989.- 432 с.

24. Портной К.И., Солибенов С.Е., Светлов И.Л., Чубаков В.М. Структура и свойства композиционных материалов. - М.: Машиностроение, 1979. - 255с.

25. Полимерные смеси / Под ред.Д.Пола, С.Ньюмака. - М.:Мир, 1981.-455с.

26. Гольдадэ В.А., Струк В.А., Песецкий С.С. Ингибиторы изнашивания металлополимерных систем.- М.:Химия, 1993. - 240с.

27. Струк В.А. Лабораторный практикум по курсу "Материаловедение" для инженерных специальностей. - Гродно: ГрГУ, 1991. - 66с.

28. Бортников В.Г. Основы технологии переработки пластических масс.- Л.: Химия, 1985.-304 с.

29. Гуль В.Е., Кузнецов В.Н. Структура и механические свойства полимера. - М.: Высшая школа, 1979. - 352с.