Способ изготовления фасонных деталей из поликапролактама

 

1 I

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CE.. (3 „,13

1 (à(ììÍ.((.

pЮа .

ГОР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3773774/23-05 (22) 20.07.84 (46) 30.09.86. Бюл, У- 36 (71) Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) Н.Н.Данилкин и С.И.Сягаева ,(53) 678.675(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 1299885, кл. 39в 20/12А, опублик. 1969. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФАСОНHbIX ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИКАПРОЛАКТАМА, включающий подачу расплава капролактама и катализатора, а также капролактама и сокатализатора соответственно из обо(59 4 С 08 б 69/18, В 29 С 39/02.

В 29 К 77:00 греваемых емкостей через раздельные трубопроводы в литниковый канал, перемешивание их до гомогенного состояния, заполнение нагретой формовочной полости, а также формоваиие реакционной смеси под давлением с одновременной активированной полимеризацией, отличающийся тем, что, с целью повышения размерной точности изделий за счет уменьшения усадки и сокращения расхода сырья, формование реакционной смеси производят при постоянном давлении по достижении реакционной смесью вязкости 100-300 Па с

О при температуре расплава 182-185 С.

1260369

Изобретение относится к способу получения полиамидов активированной полимериэацией капролактама с одновременным изготовлением фасонных деталей, например зубчатых колес, кор- 5 пусных деталей и т.п.« размеры кото рых точно соответствуют размерам пресс-формы и может быть использовано в автомобильной, авиационной, судостроительной, машиностроительной, химической и др. отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение раз-! мерной точности изделий за счет умень, шения усадки и сокращения расхода сырья.

Пример 1. В раздельных емкостях плавят 1 кг высушенного капролактама. В одной емкости готовят катализатор, добавляя к расплавленному капролактаму 0,6 мол.Ж металлического натрия. В другую емкость добавляют сокатализатор — 0,3 мл толуилендиизоционата. При 130 С расплавы смешивают и заливают в разъемную прессформу для литьевого прессования, на.гретую до 160 С. После достижения рео акционной смесью вязкости 50 Па.с с помощью пуансона производят формование цилиндрической детали с массой 30

100 г при постоянном давлении 150 кг/см, Затем пресс-форму охлаж-, о о дают до 100 С и извлекают готовое из- делие.

Пример 2. Аналогичен примеру

1, но формование деталей начинают по достижении вязкости реакционной массы 100 Па с.

Hp и м е р 3. Аналогичен примеру 2, но формование начинают по до- щ стижении вязкости 200 Па с.

Пример 4. Аналогичен приме ру 3, но формование начинают по достижении вязкости 300 Па с.

Hp и м е р 5. Аналогичен приме ру 4, но формование начинают по достижении вязкости 350 Па с.

Пример 6. Аналогичен примеру 1, но давление формования составляет i кгс/см2, а процесс формования начинают сразу после заполнения прессформы реакционной массой.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, но давление формования составляет 5 кгс/см2.

Пример 8. Аналогичен приме,ру 1, но формование деталей начинают по достижении вязкости реакционной массы 80 Па с.

П р и M e p 9. Аналогичен примеру 8, но формование начинают по достижении вязкости 90 Па с.

Пример 10. Аналогичен примеру 9, но формование начинают по достижении вязкости 310 Па с.

Пример 11. Аналогичен примеру 10, но формование начинают по достижении вязкости 320 Па с.

Пример 12, Аналогичен примеру 1, но формование производят при постоянном давлении 120 кг/см (вязкость 50 Па с).

Пример 13. Аналогичен примеру 9, но формование производят при давлении 120 кг/см (вязкость 90 Па ° с) .

Пример 14. Аналогичен примеру 2, но формование производят при давлении 120 кг/см (вязкость

100 Па с).

Пример 15. Аналогичен примеру 4, но формование производят при давлении 120 кг/см (вязкость

300 Па с).

Пример 16. Аналогичен примеру 10, но формование производят при давлении 120 кг/см (вязкость

310 Па с).

Пример 17. Аналогичен примеру 1, но формование производят при давлении 180 кг/см (вязкость 50 Па с) .

Пример 18. Аналогичен примеру 9, но формование производят при давлении 180 кг/см (вязкость 90 Па- с)

Ц р и м е р 19. Аналогичен примеру 2,. но формование производят при давлении 180 кг/см (вязкость, 100 Па с).

П р и и е р 20. Аналогичен примеру 4, но формование производят при давлении 180 кг/см (вязкость

300 Па с).

Пример 21. Аналогичен лримеру 10, но формование производят при давлении 180 кг/см (вязкость

310 Па с).

Результаты процесса формования по примерам 1-21 приведены в таблице.

П р и м р- р 22. В качестве мономера йспольэуют додекалактам, в раздельных емкостях плавят по О 5 кг додекаУ о лактама. В одчу емкость при 160 С вводят катализатор,. натриевую соль капролактама в количестве.0 5 мол.Ж от общей массы лактама. В другую ем- кость 0 5 мол.7. продукта 102Т. При

12бОЗб9

130 С расплавы смешивают и заливают о ! в разогретую до 160 С пресс-форму.

После достижения реакционной смесью вязкости 50 Па с с помощью пуансона производят формование цилиндрической детали с массой 100 г при постоянном давлении 150 кгс!см . Затем пресса форму охлаждают до 100 С и извлекают готовое изделие.

Для данного мономера изменяли вяз-1О кость начала формования согласно примерам 2 — 7 для капролактама. Результаты экспериментов аналогичны результатам, указанным в таблице для капролактама,и для доделактама оптималь- 15 ной вязкостью начала формования является диапазон 100-300 Па с.

Формирование сразу после заполнения пресс-формы реакционной массой на.основе додекалактама, при давле- 20 нии 1-5 кгс/см согласно способу, выбранного за прототип (примеры 6 и 7), также как это указано в таблице для капролактама резко (в 6-7 раз) повышает толщину облоя. 25

При вязкости меньше 100 На с (90, 80 и 50 Па с) значительно увеличивается толщина облоя, снижается точность деталей, а также увеличивается расход полимера и снижается его каче-ЗО ство (см. таблицу, примеры 1, 8 и. 9).

При вязкости больше 300 Па с (310, 320 и 350 Па с) резко увеличивается усадка полимера из-за трудности подпрессовки (см. таблицу, примеры 5, 10 и 1 1) .

Показатели — толщина облоя и усадка, при заданном диапазоне вязкости 100-3ОО Па с являются оптимальными и необходимыми для получения деталей 40 основных групп точности ГП-У1; ГП-УП, которые практически полностью охватывают всю номенклатуру конструкционных пластмасс.

Из таблицы видно, что при увеличении давления формования до

180 кг/см толщина облоя несколько увеличивается, а усадка уменьшается.

Давление формования для каждого 50 изделия подбирается экспериментально.

Оно зависит от типа пресс-формы, размеров литников и др.

Формование цилиндрической детали массой 100 г в соответствии с приме- 55 рами 1-21 производилось на пресс-форме с вертикальным разъемом обычного качества изготовления. Плоскости разъема отшлифованы с чистотой обработки 2,5.

В соответствии с примером 1 (для каждой партии) сырье смешивают при

130 С и заливают в рабочий цилиндр пластометра, нагретый до 160 С, имитирующего разъемную пресс-форму для литьевого прессования. На самописце прибора регистрируется изменение вязкости во времени (см. чертеж), а с помощью термопары изменение температуры расплава полимера во времени.

Реакция полимеризации капролактама протекает в экзотермическом режиме, вследствие чего температура полимера повьппается на 22-25 С. Таким обра-о зом вязкость расплава 100-300 Па с определяется при 182-185 С. TepMoaa-. ра, установленная в пресс-форме,.нагретой до 160 С, показала ту же темо пературу расплава полимера 182-185 С.

Далее на кривой, характеризующей зависимость вязкости от времени при указанной температуре полимера, определяют время начала формования t (см. чертеж), соответствующее вязкости 100-300 Па с. Для разных партий сырья и различных по объему деталей нр не одинаково..

Из чертежа следует, что время начала формования определяется из выражения:

1 н - 2 э где 6t — время, соответствующее изменению вязкости от 100 до 300 Па с (несмотря на очень большой диапазон вязкости Ь невелико и составляет всего 30-40 с). о

Для температуры пресс-формы 160 С время начала формования составляет

400 + (15-20) с. о

Температура смешения 130 С и температура пресс-формы 160 С определены экспериментально из оптимальных условий формования и повьппения качества получаемых изделий. Зависимость вязкости реакционной массы от времени (см. чертеж) позволяет отметить, о что температура пресс-формы 160 С и соответственно температура формова-! о ния 182-185 С.являются оптимальными, так как Ь t составляет 30-40 с.

При температуре пресс-формы 170 ° о и 180 С реакция полимеризации протекает с большой скоростью (кривая почти вертикальна), а время (о t) соответствующее диапазону вязкости 1001260369

Прфмеры Способ

Толщина облоя,.

Вязкость реакционной смеси, Па с

Усадка по диаметру, Е

Давление формования кгс/см контрольный

0,40

0,10

150

Предлагаемый

О, 12

0,10

150

100

150

0,15

0,08

«и

200

0,20

0,07

150

300

0 50

0 05

150

350

Контрольный

Прототип

0,10

0 50

50 и

0,10

0,60

0,11

0 32

150

Контрольный

0,24

150

0,12 и

0 35

0,06

150

310

0,06

0,40

150 и

320

0,38

0,15

120

12

0,20

0,15

120

13 и

0,20

0,08

120

100

0,05

300

0,35

120

120.

0,40 и

0,03

310

180

0,45

0,09

17

180. и

0,25

0,10

18

0,10

100

180

0,12 и

180

О, 15

0,09

300

180

0,20

310

0,08

Предлагаемый на основе додекалактама

0,40

150

0i 10

300 Па с, мало, что затрудняет процесс формования. Кроме того, при высоких температурах формования изза термодеструкционных процессов снижается качество формуемых изделий.

Ф

При температуре пресс-формъ 150"С реакция полимеризации идет слишком медленно, что в значительной степени снижает производительность труда.

Способ изготовления фасонных деталей из поликапролактама Способ изготовления фасонных деталей из поликапролактама Способ изготовления фасонных деталей из поликапролактама Способ изготовления фасонных деталей из поликапролактама 

 

Похожие патенты:
Наверх