Технології та устаткування для виробництва пластмасових та гумотехнічних виробів

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ, молоді та спорту УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ  ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Факультет менеджменту та маркетингу

Кафедра міжнародної економіки

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

з дисципліни

Системи технологій промисловості

 

На тему:

«Технології та устаткування для виробництва пластмасових та гумотехнічних виробів»

 

Виконала:

 

Перевірив:

 

 

 

 

 

Київ 2011 

Зміст

 

Вступ 3

1. Основні відомості про матеріали 4

1.1. Пластмаси 4

1.2. Гума 5

2. Технологія виробництва гумотехнічних та пластмасових виробів 10

2.1. Лиття під тиском 10

2.2. Компресійне (пряме) пресування 11

2.3. Ливарне (трансферне) пресування 12

2.4. Штранг-пресування пластмас 14

2.5. Екструзія 15

2.6. Вакуумне формування 16

2.7. Пневматичне формування 18

2.8. Зварювання пластмас 19

3. Устаткування 23

3.1. Каландри 23

3.2. Машина для труби (вітчизняний та зарубіжний досвід) 24

3.3. Лінія для виробництва рукавних плівок (рис. 17) 26

4. Стан в даній галузі промисловості 27

Висновок 29

Список  використаних джерел 30

 

  

Вступ

       Гумотехнічні та пластмасові вироби надовго закріпилися в ужитку людей і на сьогоднішній день обійтися без них дуже важко.

     У повсякденному житті ми часто використовуємо вироби з пластмас. Чи  можна обійтися на пікніку без одноразових пластикових стаканчиків та тарілок? Чи можемо ми уявити  наше життя без пластикових пляшок, пакетів для сміття та жалюзів в теперішньому світі? Вся ця продукція та багато іншої виготовляється саме на основі матеріалів з пластмас.

     Гумотехнічні вироби є невід'ємною частиною будь-якої промисловості. Тому вироби, виготовлені з такого матеріалу, як гума, отримали широке застосування практично у всіх сферах промисловості. До продукції гумової галузі промисловості відносяться азбестотехнічні вироби, пароніт, ізоляційна стрічка, полімери (текстоліт і оргскло), а також різні гумотехнічні вироби, наприклад, приводні ремені, рукави напірні, рукави високого тиску, гумові рукави, конвеєрні стрічки та інші. Прості гумотехнічні вироби є незамінними деталями на багатьох сучасних виробництвах.

     В своєму рефераті я більш детальніше ознайомлюсь з такими матеріалами, як гума і пластмаса, розгляну різні технології виробництва виробів з цих матеріалів, а також ознайомлюсь з устаткуванням для цього виробництва. 

 

1. Основні відомості про матеріали

 

1. Пластмаси

 

Пластмаси — це матеріали, які одержуються на основі природних чи синтетичних полімерів. Вони здатні при нагріванні переходити в пластичний стан і за допомогою пластичної деформації здобувати форму, що стійко зберігається після охолодження і затвердіння.

Пластмаси  поділяються  на  термопласти і  реактопласти. До     складу пластмас, крім полімеру, можуть  входити  мінеральні або органічні   наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, барвники та ін..

 

Найважливішими властивостями пластмас є:

• низька щільність (0,9—1,9 г/см3, у деяких видах — 2,6 г/см3);
• досить висока питома міцність;
• висока хімічна стійкість;
• низька звуко- та теплопровідність;
• на відміну від металів, пластмаси не бояться не тільки води, а й кислот, лугів;
• не проводять електричний струм; деякі з них є найкращими діелектриками, тому їх застосовують в електроніці як ізоляційний матеріал і основний конструкційний матеріал;
• мають антифрикційні властивості, що дозволяє виготовити з них підшипники, які не вимагають змащення; а також фрикційні властивості, що дозволяє виготовляти з них гальмові колодки та інші вироби; 
  пластмаси в 5—8 разів легші за метали, що робить їх незамінними в авіатехніці, автомобілебудуванні, побутовій техніці, радіоелектроніці. Наприклад, застосування 1 тонни пластмасових труб замість сталевих чи чавунних заощаджує в середньому 5—6 тонн чорних металів;
• багато видів пластмас є прозорими, оптичними. Вони можуть бути пружними і еластичними, легко формуються.

 

Вироби з пластмас виготовляють, як правило, сучасними високопродуктивними способами: пресуванням, литтям під тиском, пневмоформуванням, видуванням. Усі ці методи виробництва піддаються автоматизації, завдяки чому вироби з пластмас не вимагають високої трудомісткості. Пластмаси використовуються в машинобудуванні, в електротехнічній, автомобільній і авіаційній галузях, в суднобудівництві та ін. 
     

 

Перелік основних видів пластмас, що використовуються в промисловості:

  АБС-пластик (виготовлення побутової та оргтехніки, смарт-карт), бутадієновий каучук (виробництво автомобільних шин, кислото- і лугостійкої гуми, ебоніту), ацетат целюлози (виробництва фото-і кіноплівки), целофан ( один з основних пакувальних матеріалів), епоксидна смола (виробництво клею, електроізоляційних лаків), етилен-пропіленовий каучук (ізоляція), етиленвінілацетати (плівки, листи, шланги, кабельна оболонка, взуттєва підошва, іграшки, клей), фторкаучук (ущільнювачі, ізоляція) , ударостійкий полістирол (корпуси приладів, вакуумні контейнери, канцелярське приладдя, сантехніка, холодильники, побутова техніка), природний каучук (електроізоляція, автомобільні шини, промислові товари та медичні прилади), поліамід (шланги високого тиску, обладнання для точної механіки, підшипники), полікарбонат (корпуси, вимикачі, лаки, компакт-диски, прозорі та ударостійкі вітрини), поліетилен (ущільнення, пакувальна фольга, ізоляційний матеріал, труби, балони, сулії тощо ємності), поліетилентерефталат (виробництво різних ємностей), поліємид (підшипники) , поліметилметакрилат / оргскло (фари, освітлювальні прилади, лінзи, світлофільтри, окуляри, світильники, світлові панелі і табло), поліпропілен (акумуляторні ящики, частини для пральних машин), полістирол (ізоляційна фольга, іграшки, пакувальні матеріали, канцелярські приналежності), спінений полістирол / пінопласт (плити для тепло-і звукоізоляції, упаковка), тефлон / фторопласт (покриття, ущільнення, ізоляційна фольга, підшипники, шланги), поліуретан (накладки зчеплення, підшипники, опорні катки, шестерні, смола клеїв, матраци, внутрішня обшивка автомобілів , підошва для взуття, пакувальні матеріали).[1]

 

Важливою підставою для широкого використання пластмас є те, що практично існують необмежені сировинні ресурси для їхнього виробництва. Широке застосування пластмас дозволяє знизити матеріаломісткість продукції за рахунок заміни традиційних матеріалів. Коефіцієнт використання пластмас дорівнює 0,98.

 

 

 

2. Гума

        Гумою  називається продукт спеціальної  обробки (вулканізації) суміші каучуку та сірки. Крім того, до гуми входять різні домішки (наповнювачі, пластифікатори, прискорювачі та активізатори процесу вулканізації тощо). 
Як технічний матеріал гума характеризується дуже високими еластичними показниками, тобто здатністю до великих зворотних деформацій (до 1000%). Крім того, гума має високу стійкість до стирання, водо- та газонепроникність, високі хімічну стійкість та ізоляційні властивості, невелику густину.

    

     Основою всякої гуми є каучук натуральний (НК) або синтетичний (СК), який входить до гуми в кількості від 10% до 98% і визначає майже всі її основні властивості. Для цілеспрямованої зміни властивостей гуми (з метою їх покращення) до неї вводять різні домішки (інгредієнти). До них належать:

• вулканізуючі речовини (сірка, селен та ін.) – забезпечують утворення просторово-сітчастої структури вулканізату;
• прискорювачі процесу вулканізації – речовини, що активізують вулканізаційні процеси (полісульфіди, окисли свинцю, магнію та ін.);
• пластифікатори – речовини, що полегшують переробку гумової суміші, підвищують її морозостійкість та еластичні властивості (парафін, вазелін, рослинні олії, дибутілфтилат та ін.);
• наповнювачі: активні (сажа, окис цинку та ін.) – покращують механічні властивості гуми (міцність, твердість, опірність стиранню тощо) і неактивні (крейда, тальк, баріт) – зменшують коштовність гуми.
• протистарювачі (антиоксиданти) – гальмують процес старіння гуми, бувають хімічної (альфоль, неозон-D та ін.) і фізичної (віск, парафін та ін.) дії;
• фарбники – речовини мінерального або органічного походження, які забезпечують відповідний колір гуми.

    Більшість гумових виробів  виготовляють з твердих каучуків, але деякі, наприклад, тонкостінні безшовні рукавички, гумові нитки, губчасті сидіння для автомобілів і меблів, — з латексів (Латексні вироби ).

Гумові вироби підрозділяють зазвичай на три основні класи:

1) шини;

2) гумотехнічні вироби, вживані  як комплектуючі деталі в авто-, авіа- і суднобудуванні, в сільськогосподарському машинобудуванні, в залізничому транспорті, в будівництві і т.д

3) вироби народного вжитку (взуття, що має найбільше значення, а також килимки, купальні шапочки, плавальні круги, рукавички, соски та ін.). [2]

    Гумотехнічні вироби поділяються на два класи: формові і неформові. 
 
     Неформові гумотехнічні вироби - це шнури і джгути, які мають різний діаметр і довжину. Вироби такого типу представлені на ринку не дуже широко. Всього вони налічують близько 12 тисяч найменувань. Вироби цього класу виготовляються шляхом еструзії гумової суміші і вулканізації напівфабрикату в теплових або СВЧ-вулканізаторах. Сфера їх застосування - автомобіле-, вагоно-і літакобудування. Тут неформові вироби використовуються для герметизації і ущільнення з'єднань і стиків. 
 
     Що стосується виробів формового класу, то даний асортимент продукції представлений значно ширше. Гумотехнічні вироби формового класу виробляються шляхом гарячого формування. Для цього використовуються гідравлічні прес-форми. Формові вироби можуть виготовлятися як згідно стандартних розмірів, так і суто індивідуальних. Для реалізації останніх знадобляться надані замовником креслення, описи і технічні завдання. 
Стандартні формові гумотехнічні вироби випускаються у вигляді шнурів, трубок, ущільнювачів, кілець, захисних деталей і багатьох інших продуктів. Їх загальний асортимент нараховує близько 30 тисяч найменувань. 

Класифікація  гуми і гумотехнічних виробів (рис.1).

    Класифікація ГТВ здійснюється за такими ознаками:

 

• 3а міцністю: еластичні, м'які, тверді, жорсткі (ебоніти);
• 3а призначенням

    Усі гуми за призначенням поділяються на гуми загального і спеціального призначення. 
  Гуми загального призначення виготовляють на основі неполярних каучуків – натуральних (НК) і синтетичних: бутадієнового (СКБ), стирольного (СКС) та ізопренового (СКІ). Ці гуми характеризуються високою водо- та газостійкістю і добре працюють у воді, слабких розчинах кислот і луг, на повітрі в межах температури від – 50°С до 130°С (шини, паси транспортерних стрічок, ізоляція кабелів тощо).

 

  Гуми спеціального призначення поділяються на декілька видів: мастилобензостійкі – виготовляються на основі таких полярних каучуків як бутадієнстирольний, полісульфідний і хлоропреновий. Працюють у середовищі бензину та інших видів технічного палива, у контакті з різними технічними мастилами тощо. Їх застосування відбувається в межах температур: від –30°С до 130°С (паси, рукава, ущільнюючі прокладки, манжети тощо); теплостійкі – основа теплостійкі синтетичні (СКТ) каучуки, забезпечують роботу в межах температур від –60 до 250°С; морозостійкі – працюють при температурі до –75°С, виготовляються на основі морозостійких каучуків; світлоозоностійкі – виготовляються на основі синтетичних фторотримуючих (СКФ), єтіленпропіленових (СКЕП) та інших каучуків.

  

  Вони стійкі до дії сильних окислювачів, протягом декількох років не руйнуються при роботі в атмосферних умовах (ущільнюючі вироби, діафрагми, гнучкі шланги тощо); кордові (армовані) гуми – з металевими нитками, сітками тощо. Працюють в умовах підвищенної міцності та гнучкості (шини, привідні паси, стрічки транспортерів тощо); газонаповнені гуми (пористі, ячеїсті) – дістають шляхом обробки газами, застосовують для виготовлення амортизаторів, протекторних шарів покришок і т. ін.; електроізоляційні – виготовляють тільки на основі неполярних каучуків, застосовують для ізоляції проводів та кабелів, виготовлення спеціального взуття, рукавиць та інших складових спецодягу.

 

 

 

 

Рисунок 1 – Класифікація гуми і гумотехнічних виробів

   

  Виробництво гумових виробів - велика галузь промисловості, продукція якої використовується у всіх галузях народного господарства. Основним споживачем гумових виробів (шин, гальмівних пристроїв, губчастих виробів і різноманітних деталей) є сучасний транспорт - автомобільний, повітряний, залізничний. Як найцінніший ізоляційний матеріал, що поєднує діелектричні властивості з еластичністю і стійкістю до різних атмосферних впливів, гума широко застосовується в електротехнічній промисловості (при виробництві кабелю, різних електричних приладів тощо).