Способ обработки изделий из термопластичных полимеров

 

Союз Советских

Социалистических

Ресяубттик

О П И С А H M E ()593452

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.07.76 (21) 2380818/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К, С 08 J 7/00

Государственный квинтет

СССР по делам изобретений н открытий (43) Опубликовано 15.02.79. Бюллетень № 6 (53) УДК 678.744. .335.029.78 (088.8) (45) Дата опубликования описания 1702.T9

А. А. Штурман (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЛ

ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ

Изобретение относится к области переработки пластмасс и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для повышения долговечности и надежности полимерных изделий.

Известен способ обработки изделий из термопластичных полимеров, например акриловых, путем обкатки их поверхности роликом с целью повышения прочности изделия.

Суть способа состоит в том, что пластмассовая деталь закрепляется в тисках на столе, например поперечно-строгального станка; в суппорте станка закрепляется специальное приспособление, имеющее стальной ролик. При опускании суппорта станка ролик прижимается к поверхности пластмассовой детали и при достижении суппорта ролик, двигаясь вдоль поверхности пластмассовой детали, уплотняет ее поверхность, что приводит к повышению прочности изделий (1).

Известен способ обработки изделий из полиметилметакрилата путем выдержки их при 85 С в течение 3 — 4 ч (2).

Известен способ обработки изделий из термопластичных полимеров, например полиметилметакрилата, в водной среде при

60 — 80 С в течение 70 ч (3).

Однако в результате такой обработки получают изделия белого цвета, а прочностные свойства при этом улучшаются незначительно.

Для повышения прочности изделий из термопластичных полимеров, по предлагаемому способу обработку изделия в водной среде осуществляют в закрытом сосуде при температуре от -2 до -6 С в течение 20—

1о 26 ч.

Способ осуществляется следующим образом.

Изделие из термопластичных полимеров,. например акрилатов или полистирола, помещают в сосуд с водой, закрывают и устаi5 навливают в морозильную камеру холодильника. При замерзании воды происходит ее расширение за счет чего развивается усилие, достигающее 2000 кгс/см, возникающее при этом усилие оказывает давление на поверхность полимерного изделия равномерно со всех сторон, что вызывает уплотнение поверхности изделия и соответственно повышение когезионной прочности материала, обусловленное сближением макромолекул.

593452

Таблица 1 о

Влияние времени нахождения в форме при -4 С на свойства образцов из пластмассы ACT-T

Ударная вязкость, кг. см/с м

3,60

4,60

4,50

4,45

Разрушающее напряжение при изгибе, кгс/см

606

669

685

Микротвердость, кгс/мм

2, 20,2

19,4

19,4

Кроме того, при указанной температуре развивается в полную силу вынужденно-эластическая деформация полимерного изделия, и медленное воздействие давления при замораживании воды вызывает процессы, связанные с изменением относительного взаиморасположения молекул, приводящее к приблизительно равномерному распределению нагрузки и закрытию субмикроскопических трещин, что также обусловлиьает повышение прочности полимерных изделии.

Общее повышение прочностных показателей, как известно, приводит к повышению долговечности и надежности полимерного изделия.

Пример 1. Стандартные образцы размером 3 Х 10 X 15 мм из пластмассы ACT — Т (ТУ № 64 — 2 — 17 — 69), основой которой является полиметилметакрилат, обрабатывают при температуре — 4 С в течение 24, 48, 72 ч. После извлечения сосуда из морозильной камеры проводят медленное его оттаивание и образцы подвергают испытаниям, результаты которых приведены в табл. l.

Как следует из данных, приведенных в табл. 1, наилучшие результаты получаются при выдержке в течение 24 ч. При этом ударная вязкость возрастает на 28%, разрушающее напряжение при изгибе — на

16%, микротвердость — на 50%.

Для прогнозирования поведения упрочненных предлагаемым способом полимер4 ных изделий в эксплу.атации, проводили испытания релаксации физико-механических свойств во времени. Полученные данные приведены в табл. 2, из которых следует, что достигаемый эффект повышения прочности стабилен во времени.

Пример 2. Проводят обработку полимерных стекол защитных промышленных очков из органического стекла марки СОЛ, основой которого является полиметилметакрилат. Температура — 4 С, время выдержки 24 ч. После медленного оттаивания измеряют микротвердость. Она возросла с

20,1 до 27,8 кгс/мм . Одновременно была исследована поверхность стекол под микро15 скопом (увеличение от 20 до 800): какихлибо трещин и других нарушений поверхности стекол не обнаружено, прозрачность образцов полностью сохранена.

Пример 3. Проводят обработку стандартных образцов размером 3 X 10 X 15 мм из

20 ударопрочного полистирола марки УП вЂ” 1Л.

Время выдержки в форме 24 ч, температура

-4 С. В результате обработки разрушающее напряжение при изгибе возрастает с

469 до 625 кгс/см, микротвердость — с

13,4 до 23,3 кгс/мм .

Использование предлагаемого способа позволяет повысить прочность изделий любой конфигурации, в том числе и разнотолщинных, а также изделий из прозрачных полимеров.

593452

Таблица 2

Изменение показателей ударной вязкости и микротвердости образцов пластмассы АСТ-Т до и после обработки

Время, сут

Свойства образцов

Ударная вязкость, кгс см/см необработанных

3,6 обработанных

Микротвердость, кгс/мм необработанных

20,2 20,4 20,8 21,0 21,2 22,2 22,6 обработанных

Формула изобретения

Составитель Л. Чижова

Техред О. Луговая Корректор С. Патрушева

Тираж 584 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретен ий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Е. Месропова

За каз 399/62

Способ обработки изделий из термопластичных полимеров в водной среде, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения прочности изделий, обработку осуьцествляют в закрытом сосуде при температуре от -2 до

-6 С в течение 20 — 26 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 10 15 20 30 45

37 38 38 40 41 41

4,7 4,8 4,9 5,0 5,2 5,2

13,5 13,5 13,5 13,5 14,4 14,8

1. Штурман А. А., Берлин А. Н. Поверх25 ностное упрочнение пластмассовых деталей обкаткой роликами, «Вестник машиностроения», 1973, № 8, с. 43 — 46.

2. Сидоров Н. А. и др. Влияние термообработки на свойства изделий из полиметилметакрилата, «Пластические массы», зо 1973, № 3, с. 39 — 40.

3. Авторское свидетельство СССР № 249615, кл. С 08 J 7/08, 1968.