polimeri

14
TEHNOLOGIA POLIMERILOR Def. Polimerii (compuşii macromoleculari) sunt compuşi constituiţi din molecule uriaşe, în care o anumită secvenţă de atomi (unitate structurală sau monomer/mer) se repetă de un număr mare de ori. Clasificarea polimerilor Datoriă complexităţii structurii polimerilor, aceştia pot fi clasificaţi după mai multe criterii, şi anume: a) După provenienţă se disting: - polimeri naturali (proteine, acizi nucleici, polizaharide, polihidrocarburi); - polimeri artificiali, obţinuţi prin modificarea chimică a polimerilor naturali (viscoză, celofan); - polimeri sintetici obţinuţi prin sinteză chimică pornind de la monomeri. b) După compoziţie : - polimeri organici (polimeri vinilici, polimeri acrilici, cauciucuri, fenoplastele, aminoplastele, poliesteri, răşini ureo-formaldehidice etc.); - polimeri anorganici (sticla anorganică, materialele ceramice etc); - polimeri element-organici (polimeri anorganici care conţin în catena laterală grupări organice: siloxani). c) După forma lanţului macromolecular: - polimeri liniari, care conţin lanţuri macromoleculare liniare şi prezintă elasticitate ridicată şi rezistenţă la rupere mare: celuloza, cauciucul natural, polietena, policlorura de vinil etc.; - polimeri ramificaţi, care conţin lanţuri macromoleculare ramificate, se obţin din polimerii liniari, în anumite condiţii tehnologice şi prezintă rezistenţă la rupere mai mică, deoarece structura lor este mai puţin compactă; d) După tipul reacţiei chimice care stă la baza obţinerii polimerilor: - compuşi macromoleculari de polimerizare, care se obţin în urma unei reacţii de polimerizare; - compuşi macromoleculari de policondensare, care rezultă în urma unei reacţii de condensare a monomerilor mono- sau bifuncţionali, alături de un compus mic-molecular: apă, acizi halogenaţi, amoniac etc. e) După comportarea la încălzire : - polimeri termoplastici (TP), care se înmoaie reversibil la încălzire; această operaţie se poate repeta de un număr mare de ori fără ca

Upload: alexandra-ake

Post on 22-Jun-2015

46 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Polimeri

TRANSCRIPT

Page 1: Polimeri

TEHNOLOGIA POLIMERILOR

Def. Polimerii (compuşii macromoleculari) sunt compuşi constituiţi din molecule uriaşe, în care o anumită secvenţă de atomi (unitate structurală sau monomer/mer) se repetă de un număr mare de ori.

Clasificarea polimerilor

Datoriă complexităţii structurii polimerilor, aceştia pot fi clasificaţi după mai multe criterii, şi anume:

a) După provenienţă se disting:- polimeri naturali (proteine, acizi nucleici, polizaharide, polihidrocarburi);- polimeri artificiali, obţinuţi prin modificarea chimică a polimerilor naturali (viscoză, celofan);- polimeri sintetici obţinuţi prin sinteză chimică pornind de la monomeri.

b) După compoziţie:- polimeri organici (polimeri vinilici, polimeri acrilici, cauciucuri, fenoplastele, aminoplastele,

poliesteri, răşini ureo-formaldehidice etc.);- polimeri anorganici (sticla anorganică, materialele ceramice etc);- polimeri element-organici (polimeri anorganici care conţin în catena laterală grupări organice:

siloxani).

c) După forma lanţului macromolecular:- polimeri liniari, care conţin lanţuri macromoleculare liniare şi prezintă elasticitate ridicată şi

rezistenţă la rupere mare: celuloza, cauciucul natural, polietena, policlorura de vinil etc.;- polimeri ramificaţi, care conţin lanţuri macromoleculare ramificate, se obţin din polimerii liniari, în

anumite condiţii tehnologice şi prezintă rezistenţă la rupere mai mică, deoarece structura lor este mai puţin compactă;

d) După tipul reacţiei chimice care stă la baza obţinerii polimerilor:

- compuşi macromoleculari de polimerizare, care se obţin în urma unei reacţii de polimerizare;

- compuşi macromoleculari de policondensare, care rezultă în urma unei reacţii de condensare a monomerilor mono- sau bifuncţionali, alături de un compus mic-molecular: apă, acizi halogenaţi, amoniac etc.

e) După comportarea la încălzire:- polimeri termoplastici (TP), care se înmoaie reversibil la încălzire; această operaţie se poate repeta

de un număr mare de ori fără ca materialul să sufere vreo transformare chimică în timpul încălzirii: produşii macromoleculari de polimerizare;

- polimeri termorigizi sau termoreactivi (TR), care se înmoaie ireversibil la încălzire (după răcire nu mai revine la forma şi proprietăţile iniţiale), materialul suferind o transformare chimică la încălzire: compuşii macromoleculari de policondensare.

f) După proprietăţile mecanice:

- Elastomerii sunt produşi macromoleculari cu proprietăţi înalt elastice, asemănătoare cauciucului natural; o tensiune relativ mică aplicată elastomerilor produce o alungire de până la 2000%, câand acţiunea încetează, materialul revenind la forma iniţială;

- Plastomerii sau masele plastice sunt produşi macromoleculari sintetici sau naturali modificaţi, de natură organică, care prezintă proprietăţi plastice în condiţiile de prelucrare (încălzire şi comprimare) şi care, ulterior, în condiţii obişnuite de utilizare, îşi menţin forma primită.; majoritatea maselor plastice conţin, pe lângă compusul macromolecular de bază, care are rol de liant, substanţe numite plastifianţi (esteri ai acidului ftalic, acidului fosforic, acizilor adipic, acetic, parafine, alcooli, cetone etc.), materiale de umplutură (substanţe ieftine care îmbunătăţesc proprietăţile mecanice ale liantului, reducând totodată consumul de liant şi preţul de cost al masei plastice: făina de lemn, grafitul, negrul de fum, fibre de sticlă etc.), coloranţi (pigmenţi anorganici/organici - oxizi de zinc, crom, fier, sulfuri de Zn, Cd, Hg etc. – sau coloranţi azoici, antrachinonici etc.), precum şi

Page 2: Polimeri

insecticide şi fungicide care au rolul de a proteja compusul macromolecular de bază de anumite insecte sau ciuperci.

I. Compuşi macromoleculari de polimerizare

Aceşti compuşi se obţin în urma unei reacţii de polimerizare.Reacţia de polimerizare reprezintă unirea unui număr mare de meri (monomeri) identici care conţin

cel puţin o legătură dublă între atomii de carbon ai lanţului macromolecular; nu rezultă produşi secundari sub formă de molecule simple (apă, acizi, amoniac), iar unitatea structurală nu se modifică:

nA (A)n ; A = monomer(mer); n = grad de polimerizare

Procedee de polimerizare

1. Polimerizarea în bloc sau în masă În reactorul de polimerizare se introduce numai monomerul sau un amestec format din monomer,

iniţiator, plastifiant şi colorant. Se obţin polimeri de calitate superioară, fără bule de aer sau fisuri. Prezintă dezavantaje: - o parte din monomer ramâne nereacţionată- căldura de reacţie nu poate fi eliminată decât parţial, astfel că pe măsură ce reacţia de polimerizare

avansează, masa devine tot mai viscoasă, iar agitarea nu se mai poate realiza.Procedeul se aplică la obţinerea: polietenei de înaltă presiune (LDPE), polistirenului, metacrilatului

de metil.

2. Polimerizarea în soluţie În reactorul de polimerizare se introduce monomerul diluat cu un solvent care preia căldura de

reacţie, iniţiatorul solubil în monomer şi un regulator al gradului de polimerizare. În funcţie de alegerea solventului, se cunosc două variante ale procesului de polimerizare în soluţie:

- utilizarea unui solvent în care se dizolvă atât monomerul cât şi polimerul- utilizarea unui solvent în care se dizolvă doar monomerul, polimerul rezultat fiind separat prin

filtrare sau centrifugare.Procedeul se aplică la obţinerea unor lacuri, fiind destul de costisitor.

3. Polimerizarea în mediu apos a) Polimerizare în suspensie (picături sau perle) În reactorul de polimerizare se introduc: monomerul sub formă de picături suspendate în apă, faza

apoasă preluând căldura de reacţie, iniţiatorul solubil în monomer (peroxidul de benzoil) şi, pentru evitarea aglomerării particulelor de polimer, stabilizatori de suspensie (gelatina, alcoolul polivinilic, talcul) care se îndepărtează prin spălare.

Procedeul se aplică la obţinerea polimerilor sub formă de “perle”: policlorura de vinil, poliacrilonitril, polistiren.

b) Polimerizarea în emulsie În reactorul de polimerizare se introduc: monomerul adus sub formă de emulsie cu ajutorul unor

emulgatori (săpunuri, detergenţi), iniţiatori solubili în apă (apă oxigenată, persulfat de sodiu) şi stabilizatori ai emulsiei (coloizi de protecţie: amidon, gelatină, alcool polivinilic).

Procedeul se aplică la obţinerea polimerilor sub formă de latex: policlorura de vinil, poliacetatul de vinil, cauciucurile sintetice.

Page 3: Polimeri

Tipuri de compuşi macromoleculari de polimerizare

Polimerii vinilici se obţin prin unirea monomerilor vinilici (conţin o singură legătură dublă între doi atomi de C):

X Y Monomer Polimer Cod Proprietăţi şi utilizări-H -H H2C = CH2

Etenă-(H2C-CH2)n-

PolietenăHDPE

(High Density Polyethylene)

LDPE(Low Density Polyethylene)

Masă albă rigidă (HDPE) sau flexibilă (LDPE), translucidă, cu bună rezistenţă mecanică (ambalaje), electrică (izolatori pentru cabluri electrice) şi chimică (recipienţi şi căptuşeli la utilaje chimice).

-CH3 -H H2C=CH

CH3

Propenă

(H2C-CH)n

CH3 Polipropenă

PP Masă plastică albă, uşor rigidă (ambalaje, “rafie”) cu proprietăţi de izolator electric.

-Cl -H H2C=CH

ClClorură de vinil

(H2C-CH)n

ClPoliclorură devinil

PVC Plastifiată, se utilizează pentru fabricarea de tuburi, ţevi, folii (depuse pe suport textil, linoleum), ca izolator pentru cabluri electrice, căptuşeli pentru utilaje chimice, ca fibră - în fabricarea de filtre.

-C6H5 -H H2C=CH C6H5

Stiren

(H2C-CH)n

C 6H5

Polistiren

PS Masă albă, transparentă, izolator electric. Prelucrat în structură afânată prezintă foarte bună rezistenţă la şoc (polistiren antişoc sau “zăpadă artificială”).

Polimerii acrilici se obţin prin unirea monomerilor acrilici (derivaţi ai acidului acrilic).

X Y Monomer Polimer Cod Proprietăţi şi utilizări-CN -H H2C = CH

CNacrilonitril

(H2C - CH)n CNPoliacrilonitril

PNA Fibră sintetică (MELANA – înlocuitor pentru lână) sau masă plastică prelucrabilă mecanic.

-NH2 -H H2C=CH CONH2

Acrilamidă

(H2C-CH)n

CONH2

Poliacrilamidă

PAA Polimer hidrosolubil utilizat ca agent floculant în tratarea apei, în recuperarea petrolului, înlocuitor de piele în tratarea arsurilor.

-OCH3 -CH3 C(CH3)=CH2

COOCH3

Metacrilat de metil

(C(CH3) -CH2)n

COOCH3

Polimetacrilat de metil

PMMA Sticlă transparentă cu rezistenţă mecanică bună, sticla “plexi”.

Page 4: Polimeri

Tehnologia fabricării polietenei

a) Obţinerea polietenei de înaltă densitate (HDPE)

Polietena de înaltă densitate (HDPE) sau de joasă presiune se caracterizează prin structură liniară, fără ramificaţii, masă moleculară mare (10000-3000000), temperatura de înmuiere cuprinsă în intervalul 123-127 C şi rezistenţă la întindere mare (28 MPa).

Polimerizarea etenei (procedeul Ziegler, în suspensie) are loc la 1-30 at, la 80 C, în prezenţa catalizatorilor organo-metalici: Al(C2H5)3 şi TiCl4 dizolvaţi în benzină sau motorină. Conversia totală este de 95-98%

Etapele procesului tehnologic (Fig. ): Purificarea monomerului în coloana de purificare (1); Preparare catalizatorului în vasul (2); Polimerizarea etenei în reactorul cu manta (3); Separarea polimerului în separatorul (4); Recuperarea solventului în coloana de purificare (5).

b) Obţinerea polietenei de joasă densitate (LDPE)

Polietena de joasă densitate (LDPE) sau de înaltă presiune se caracterizează prin structură ramificată, masă moleculară mică (10000-50000), temperatura de înmuiere cuprinsă în intervalul 100-110 C şi rezistenţă la întindere scăzută (9-15 MPa).

Polimerizarea etenei (procedeul radicalic, în bloc ) are loc la 1500-2000 at, la 180-260 C, în prezenţa iniţiatorilor: oxigen, peroxizi organici. Datorită recirculării etenei, randamentul în polietenă este de 93-98%.

Instalaţia procesului tehnologic (Fig. ): în compresorul în mai multe trepe (1) se introduc etena purificată (99,8 %), etena de recirculaţie şi iniţiatorii. Materia primă este comprimată şi după răcire întră în reactorul cilindric (2), în care, la temperatura de 240-260 C are loc polimerizarea etenei cu o conversie de 15 %. Din reactor, amestecul de reacţie trece în separatorul (3), în care etena nereacţionată se destinde printr-un reductor de presiune şi apoi este recirculată. Polietena este trecută în extruderul (4) în care este răcită şi granulată.

Tehnologia fabricării policlorurii de vinilPolimerizarea clorurii de vinil în suspensie constituie procedeul cel mai răspândit datorită

avantajelor economice pe care le prezintă: polimerizarea clorurii de vinil în mediu apos asigură o bună prelucrare a căldurii de reacţie şi permite obţinerea unui polimer cu masă moleculară mare (50000-90000) şi uşor prelucrabil direct sau prin plastifiere. Polimerizarea clorurii de vinil are loc în autoclave inoxidabile, la temperatura de 50-70 C, în mediu de gaz inert, la 5-15 at, în prezenţa iniţiatorilor (peroxizi organici) şi a alcoolului polivinilic (coloid de protecţie).

Etapele procesului tehnologic (Fig. ): Purificarea monomerului şi pregătirea mediului de polimerizare; Polimerizarea clorurii de vinil în reactorul cu manta şi agitator– autoclavă -(1); Separarea polimerului în separatorul (3); Spălarea şi condiţionarea polimerului în vasul (4); Uscarea polimerului în uscătorul cu aer cald (5). În agricultură, foliile de PVC concurează foliile de PE, deoarece menţin temperaturi mai ridicate în

sere şi sunt mai rezistente.

Tehnologia fabricării răşinilor fenolformaldehidiceInstalaţia procesului tehnologic (Fig. ): materiile prime (fenol, formaldehidă şi catalizatorul – NH3)

sunt trecute din vasele de măsură (1,2,3) în autoclava (4), prevăzută cu manta şi agitator. Reacţia de policondensare este iniţiată prin încălzirea amestecului din autoclavă, procesul odată început continuând fără încălzire. La sfârşitul reacţiei, apa se îndepărtează sub vid prin intermediul vasului colector (5), iar produsul macromolecular topit se descarcă în tăvi, în care se lasă la răcit.

Page 5: Polimeri

II. Compuşi macromoleculari de policondensare

Aceşti compuşi se obţin în urma unei reacţii de policondensare.Policondensarea este procesul de formare a polimerilor care implică condensarea chimică a

monomerilor bi- sau polifuncţionali, alături de produsul macromolecular rezultând şi un compus mic-molecular(H2O, HCl, NH3 etc.).

Specific acestui procedeu este mecanismul în trepte având ca urmare o creştere în timp a lanţului macromolecular.

Tipuri de compuşi macromoleculari de polimerizare

Poliesterii conţin în catena lanţului macromolecular gruparea –O–CO–, care provine din policondensarea unui alcool sau a unui fenol polihidroxilic cu un acid policarboxilic sau cu un derivat esteric al acestuia.

Exemplu: P oli( e tilen t ereftalat), PET , obţinut prin polimerizarea etilenglicolului cu acidul tereftalic:

nHO – CH2 – CH2 – OH + nHOOC – C6H4 – COOH

etilenglicol acid tereftalic

→ H[-O – CH2 – CH2 – O-OC – C6H4 – CO-]nOH + (n-1)H2O

poli(etilentereftalat), PET

Industrial, PET se obţine din reacţia etilenglicolului cu tereftalatul de metil, când compusul mic-molecular eliminat este metanolul. Polimerul se poate fila, iar fibra obţinută se utilizează la obţinerea de ţesături de tip tergal sau pentru fabricarea de compozite armate. Produsul se poate utiliza şi pentru obţinerea de ambalaje cu rezistenţă bună la presiune.

Poliamidele conţin în catena macromoleculară gruparea –NH–CO– şi se pot obţine prin reacţia dintre o diamină şi un acid dicarboxilic.

Exemplu: Poli(hexametilenadipamidei) numită comercial Nylon 6,6, obţinută prin policondensarea hexametilenaminei cu acidul adipic:

nH2N – (CH2)6– NH2 + nHOOC – (CH2)4 – COOH hexametilenamină acid adipic

→ H[-HN – (CH2)6– NH–OC – (CH2)4 – CO-]nOH + (n-1)H2O Poli(hexametilenadipamida), Nylon 6,6

Atât ţesăturile din fibre poliesterice cât şi cele din fibre poliamidice sunt rezistente, pot fi uşor colorate, se pot prelucra în diverse texturi. Dezavantajul lor principal este acela că sunt foarte puţin higroscopice astfel încât nu pot atenua umiditatea naturală a corpului. Dintre compuşii naturali, structură de poliamidă au peptidele şi proteinele.

Fenoplastele (răşinile fenolformaldehidice) sunt compuşi macromoleculari obţinuţi prin policondensarea fenolului cu formaldehida.

În funcţie de condiţiile de reacţie se poate obţine novolacul (policondensare în mediu acid) sau bachelita (policondensare în mediu alcalin).

Novolacul are o structură liniară şi se utilizează în obţinerea de lacuri electroizolante sau pentru obţinerea de mase plastice prin condensare ulterioară.

Bachelita se obţine în trei sortimente, în funcţie de regimul termic şi de durata reacţiei de policondensare: rezol (bachelită A) o masă sticloasă galbenă până la brun, solubilă în acetonă, uşor de

Page 6: Polimeri

pulverizat, se obţine la 800C; rezitolul (bachelită B), se obţine prin încălzirea rezolului la 1500C timp de câteva minute şi are proprietăţi termoplastice; rezita (bachelita C), obţinută din rezitol prin prelungirea timpului de încălzire; este un produs tridimensional, reticulat, insolubil, infuzibil până la 3000C, utilizat ca material izolator pentru întrerupătoare, prize, steckere.

În industrie, policondensarea fenolului cu formaldehidă este limitată la obţinerea rezolului (răşină

termoreactivă) sau a novolacului (răşină termoplastică). În Fig. este reprezentată schema de principiu a unei instalaţii utilizate la fabricarea răşinilor formaldehidice.

Rezolul amestecat cu materiale de umplutură sau impregnat în acestea şi apoi presat la cald serveşte la obţinerea de compozite cu bună rezistenţă mecanică şi electrică Dacă materialul de umplutură este o ţesătură textilă, compozita se numeşte textolit, dacă acesta conţine cca. 40% fibră de azbest, produsul este azbotextolit şi are şi bune proprietăţi ignifuge. În cazul în care materialele de umplutură sunt foi de hârtie (celuloză), produsul obţinut poartă numele de pertinax.

Aminoplastele sunt compuşi obţinuţi prin policondensarea unor amine cu formaldehidă.

Exemple: Răşinile ureo-formaldehidice şi răşinile melamino-formaldehidice utilizate pentru încleierea hârtiei, a lemnului, pentru tratarea lânii şi pentru fabricarea de mase plastice presate. Aceste răşini se folosesc şi la obţinerea unor compozite lemnoase stratificate mult utilizate în tâmplărie şi în industria mobilei: plăcile aglomerate lemnoase, PAL.

III. Prelucrarea polimerilor

Fabricarea obiectelor şi pieselor din compuşi macromoleculari, comportă în general două faze distincte: obţinerea compusului de bază, respectiv a polimerului; transformarea compusului de bază într-un semifabricat sau în obiecte finite, aplicând diferite

metode de prelucrare a polimerilor, ca de exemplu: modelare prin compresie, prin transfer, injecţie, extrudere, calandrare etc.

La stabilirea metodei de prelucrare se vor avea în vedere următorii factori:- obţinerea unor produse corespunzătoare scopului;- alegerea celei mai simple metode de prelucrare;- consum minim de materie primă şi de energie;

Page 7: Polimeri

- efort redus din partea muncitorilor atât la fabricare cât şi la finisaj;- obiectele produse în serie să aibă aceleaşi calităţi şi dimensiuni;- cantitate redusă de deşeuri şi rebuturi;- preţ de cost cât mai redus.

Modelarea prin compresieModelarea prin compresie se utilizează pentru obţinerea obiectelor din materiale plastice

termorigide sau termoreactive, când sub influenţa căldurii, continuă procesul de policondensare, acestea rigidizându-se; constă în aplicarea unei presiuni asupra pulberii de presare dozate exact, închisă într-o matriţă încălzită. Matriţele sunt scule de deformare din oţeluri refractare, care au cavităţi ce reprezintă negativul obiectului de realizat.

Etapele procesului tehnologic (Fig. ): preformarea fulgilor, bucăţilor, pudrei în secţiunea matriţei încălzite; cealaltă jumătate a matriţei este lăsată în jos şi supusă presiunii; materialul se înmoaie la temperatură şi presiune, curgând în matriţă; excesul este îndepărtat; matriţa este răcită, apoi deschisă şi se scoate epruveta.

Modelarea prin transferModelarea prin transfer soluţionează un inconvenient al presării directe. Din cauza conductibilităţii

termice reduse a polimerului, metoda anterioară nu asigură o reticulare completă. Matriţele folosite sunt prevăzute cu piston, canale de curgere, canale de încălzire. Pentru materialele termoreactive, matriţele sunt încălzite, iar pentru materialele termoplastice acestea sunt răcite.

Etapele procesului tehnologic (Fig. ): materialul parţial polimerizat este plasat în matriţa închisă; pistonul forţează curgerea materialului în matriţă; materialul curge prin canale, orificii; temperatura şi presiunea din matriţă sunt ridicate conducând la o reacţie de reticulare; materialul se întăreşte, matriţa se deschide şi epruveta este scoasă.

Modelarea prin injecţieModelarea prin injecţie reprezintă procesul tehnologic prin care materialul plastic adus în stare de

curgere adecvată, este introdus sub presiune într-o matriţă de formare în care sunt prevăzute mai multe cuiburi. Se realizează cu ajutorul preselor de injecţie, Fig……. Aceasta este formată din agregat pentru aducerea materialului în starea de curgere necesară şi care să permită aplicarea presiunii necesară pentru formarea produsului; dispozitiv de închidere / deschidere a matriţei; matriţă de formare prevăzută cu sistem de răcire pentru materialele termoplastice şi cu încălzire pentru materialele termoreactive

Etapele procesului tehnologic: polimerul mărunţit este încăzit până la stare lichidă; sub presiune, polimerul lichid este forţat în matriţă prin canale; care au rolul de a controla curgerea

materialului; materialul sub presiune este ţinut în matriţă până la solidificare; matriţa este deschisă şi epruveta este îndepărtată cu ajutorul acelor ejectoare.

ExtrudereaExtruderea reprezintă procedeul de prelucrare prin care materialele în stare plastică, sunt forţate să

treacă printr-o filieră care le conferă forma dorită. Este un procedeu de prelucrare continuă prin care se obţin semifabricate din material plastic cu ajutorul maşinii de extrudere, Fig.

Extruderul este prevăzut cu o pâlnie de alimentare, un cilindru încălzit exterior în interiorul căruia se află şnecul care are rol de a amesteca şi omogeniza materialul; o sită, cap de extrudere, orificiu pentru aer şi matriţă. Cilindrul este divizat în trei secţiuni:

- secţiunea de alimentare ( zona 1), în care se găsesc fulgii, bucăţile de polimer;

Page 8: Polimeri

- secţiunea de compresie ( zona 2), în care se găseşte un amestec de fulgi şi topitură de polimer;- secţiunea de măsurare ( zona 3), în care se află doar topitură.Etapele procesului tehnologic:

fulgii, bucăţile de polimer sunt amestecate cu diferite materiale (coloranţi, aditivi etc.); materialul este încălzit până când acesta devine plastic; materialul este transportat de melc (şnec) şi forţat prin capul de extruder (filieră), aceasta având profilul

secţiunii dorite; materialul este răcit.

CalandrareaCalandrarea reprezintă procesul de laminare a materialului în stare plastică, între mai mulţi cilindri

care se rotesc în sens contrar, încălziţi şi distanţaţi între ei, încât să determine grosimea foii. Maşina utilizată se numeşte calandru, care are cel puţin 2 cilindri cu diametre egale ce se rotesc în sens invers. Calandru este prevazut cu dispozitive de reglare a distanţei, vitezei de rotaţie a cilindrilor şi a temperaturii de lucru. Se folosesc un număr foarte mare de tipuri de calandre, construcţia lor fiind determinată de numărul de cilindri (2¸ 5), scopul utilizării şi de materialul de prelucrat. Prin calandrare se obţin foi continue cu grosime uniformă, de la câteva sutimi de milimetri la un milimetru.

În Fig. . sunt prezentate schemele de lucru a două calandre cu câte 3 cilindri de lucru utilizate pentru obţinerea de folii (a) şi pentru deplasarea ţesăturii (b). Randamentul (productivitatea calandrelor) creşte cu creşterea lungimii cilindrilor şi a vitezei de lucru. Calandrele moderne ating viteze de lucru de 90 m/min. Calandrele având posibilitatea de a executa o gama largă de operaţii, sunt foarte mult utilizate. În prezent mai mult de 90% din metrajul foliilor de polietilenă, P.V.C. se obţin prin calandrare.

În tabel. sunt prezentate principalele procedee tehnologice de prelucrare a polimerilor, specifice fiecărui tip de polimer, precum şi avantajele şi dezavantajele acestor procese.

Proces tehnologic Materialul prelucrat

Avantaje Dezavantaje

Modelarea prin compresie

TR şi unele TP

- metodă simplă şi ieftină;- presiune mai mică în matriţă;- se pot realiza articole mari.

- este o metodă înceată, necesită efort, fiecare încărcătură se face manual şi există pierderi de material;- presarea directă a materialelor TP nu este convenabilă deoarece necesită răcirea şi reîncălzirea matriţei pentru fiecare şarjă;- articolele au flexibilitate redusă faţă de cele obţinute prin injecţie.

Modelarea prin transfer

TR şi unele TP - este o metodă bună pentru izolarea părţilor metalice şi circuitelor electronice.

- fiecare încărcătură este realizată manual, existând pierderi de material.

Modelarea prin injecţie

TP, TR

- are cel mai precis control al formei şi dimensiunilor;- este un proces automatic, necesită timp scurt de prelucrare;- încălzire uniformă a materialului.

- se utilizează pentru produse mari şi numeroase;- presiune foarte mare în matriţă.

Extruderea TP

- productivitate mare a procesului, permite realizarea de forme variate;

- polimerul trebuie răcit înainte de a atinge Tg, pentru a menţine stabilitatea;

Page 9: Polimeri

- omogenizarea se realizează foarte bine, mai ales dacă se foloseşte un extruder cu 2 şnecuri.

- folosirea extruderului cu 2 şnecuri reprezintă un cost mai ridicat.

Calandrarea TP - cea mai rapidă metodă de formre a foilor din TP;- prezintă regularitate a grosimii foii,- este un proces continuu;- productivitate mare, lăţime mare a foii.

- instalaţiile de calandrare ocupă un spaţiu foa,,rte mare.

unde: cu TP s-au notat materialele plastice, iar cu TR s-au notat materialele termoreactive