Вспенивающийся полистирол и его свойства :: Литейные технологии

    

 
Разделы сайта
Статьи
Информация

Вспенивающийся полистирол и его свойства

Материалом для изготовления газифицируемых моделей служит вспенивающийся полистирол, который представляет собой синтетический полимерный материал — продукт суспензионной полимеризации стирола в присутствии порообразователя, в качестве которого чаще всего используют изопентан.

Вспенивающийся полистирол выпускают в виде полупрозрачных или белых непрозрачных сферических гранул без механических включений диаметром от 0,1 до 4—5 мм. Каждая гранула состоит из множества замкнутых ячеек, заполненных порообразователем. В процессе нагрева при 80—90°С полистироль - ная основа гранул размягчается, а порообразователь в виде изопентана, имеющего температуру кипения 28 °С, превращается в пар, при этом он оказывает давление на пластифицированную стирольную оболочку ячеек и гранулы вспениваются, значительно (в 30—40 раз) увеличивая свой объем. Этот процесс называется вспениванием гранул полистирола. При вспенивании гранул в пресс-формах они спекаются в монолитную пеномассу, точно воспроизводя конфигурацию полости пресс - формы. Вспененные гранулы имеют замкнутое мелкоячеистое строение. Так, в 1 см3 полистирола содержится до 10 000, а иногда и более изолированных ячеек диаметром около 50 мкм с толщиной стенки 0,3—1,0 мкм. Несообщающиеся поры обусловливают также низкое влагопоглощение, которое не зависит от вида обработки поверхности полистирола. Это свойство является очень ценным, так как позволяет долго хранить без ущерба для качества пенополистироловые модели в литейных цехах, что в свою очередь, делает возможным использование высокопроизводительных машин, позволяющих превышать ежедневную потребность в моделях и, таким образом, создать запас моделей на время переналадки машин и смены оснастки.

Основным показателем, характеризующим структуру пенополистирола, является кажущаяся плотность, косвенно выражающая соотношение твердой и газообразных фаз в материале. Кажущаяся плотность определяется истинной плотностью полимерной основы и газа, находящегося в ячейках, и зависит также от пористости вспененного материала. Кажущаяся плотность определяется по формуле р=ри(1—п)+ргл, где ри — истинная плотность полимерной основы, равная отношению массы материала к разности между объемом материала и объемом ячеек, кг/м3; п — пористость вспененного материала, равная отношению объема ячеек, имеющихся в нем, к объему материала; рг — плотность газа в материале, кг/м3.

К наиболее важным показателям вспенивающегося полистирола кроме кажущейся плотности относятся также прочность,

усадка, количество порообразователя и остаточного мономера, скорость газификации и гранулометрический состав. Методики определения этих показателей, хорошо зарекомендовавшие себя при проведении экспериментальных исследований, можно найти в специальной литературе, посвященной этому вопросу.

С учетом специфических требований технологического процесса изготовления отливок по газифицируемым моделям вспенивающийся полистирол должен обладать следующими свойствами:

1. Минимальной и стабильной усадкой на всех этапах технологического процесса изготовления моделей и форм.

2. При минимальной кажущейся плотности обладать достаточной технологической прочностью, чтобы сохранить размеры и конфигурацию моделей в процессе их изготовления, хранения, транспортирования и формовки.

3. Хорошо перерабатываться в пресс-формах в фасонные изделия, плиты, блоки при минимальных трудовых и энергетических затратах.

4. Температура газификации его должна быть ниже температуры заливаемого металла, а количество тепловой энергии, затрачиваемое на газификацию модели, должно быть минимальным.

5. Быстро газифицироваться, чтобы расплавленный металл до кристаллизации мог заполнить полость формы.

6. При газификации моделей разлагаться с выделением минимального количества газов и коксообразующих продуктов.

7. Хорошо смачиваться клеями, специальными красками и суспензиями, сохранять адгезионные свойства при их высыхании.

8. Не прилипать к поверхности пресс-формы и не вступать с ней в физико-химическое взаимодействие.

9. Хорошо обрабатываться резанием; быть нетоксичным, недорогим и не дефицитным.

Из всего многообразия модификаций вспенивающегося полистирола наиболее полно отвечает изложенным требованиям полистирол типа ПСВ-Л, выпускаемый для литейного производства в соответствии с ОСТ 6-05-202-83. Этот тип вспенивающегося полистирола в отличие от других, также выпускаемых по этому стандарту (ПСВ, ПСВ-С и т. п.), содержит химические компоненты, способствующие более полной и быстрой газификации пенополистироловых моделей при заливке металла в формы, а также снижает газовыделения и сажеобразование. Полистирол ПСВ-Л в зависимости от условий изготовления моделей, их сложности, толщины стенок, габаритных размеров и используемого оборудования выпускают двух подтипов: ПСВ-Л-1 и ПСВ-Л-1С (табл. 2.1). Каждый подтип полистирола поставляется предприятиями-изготовителями рассеянным на 5 фракций, получаемых в определенном процентном соотношении при синтезе полимера.


Комментарии: 0

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения

Главная » Статьи » Литье по газифицируемым моделям из пенополистирола » Вспенивающийся полистирол и его свойства
Порекомендовать
Добавить в закладки