ĆWICZENIE 1a, 1b

ĆWICZENIE 1a, 1b
BADANIE WPŁYWU PARAMETRÓW PRASOWANIA TŁOCZNEGO
TŁOCZYW TERMOUTWARDZALNYCH NAWŁAŚCIWOŚCI
WYPRASEK
Wybrane zagadnienia niezbędne do kolokwium;
Zagadnienia teoretyczne niezbędne do prawidłowego przygotowania
się do wykonania ćwiczenia (1,2,3)
1.
2.
3.
4.
5.
-
Istota prasowania tłocznego tworzyw sztucznych.
Zależność
właściwości
użytkowych
wyprasek
z
tłoczyw
melaminowo-formaldehydowych
od
stopnia
usieciowana
(utwardzenia).
Wpływ parametrów prasowania tłocznego na właściwości
mechaniczne i zawartość formaldehydu w wypraskach z tłoczyw
melaminowo - formaldehydowych.
Czas prasowania (utwardzania).
Ciśnienie prasowania.
Temperatura prasowania.
Liczba odgazowań formy.
Czas i temperatura podgrzewania wstępnego tłoczywa.
Dodatek katalizatora utwardzania.
Warunki /czas, temperatura, wilgotność/sezonowanie wyprasek/.
Konstrukcja formy prasowniczej. Konstrukcja wypraski.
Budowa prasy do prasowania tworzyw termoutwardzalnych.
Prasy pojedynczego działania.
Prasy podwójnego działania.
Porównanie procesu prasowania tłocznego i wtryskowego tworzyw
termoutwardzalnych.
Wady i zalety obu metod.
Podstawowe różnice w konstrukcji form.
Wykonanie ćwiczenia
Włączyć ogrzewanie formy i nastawić regulatory temperatury stempla i
matrycy na 150°C. Po osiągnięciu żądanej temperatury sprawdzić ciśnienie
prasowania na manometrze głównym p /ciśnienie w formie pf , dla danego
tłoczywa aminowego powinno wynosić 300 kG/cm2, a dla tłoczywa
fenolowego 350 kG/cm2 /. Wartość tę należy obliczyć ze wzoru:
P= 3pf F, gdzie
F- powierzchnia przekroju gniazda formy, [cm2]
pt-ciśnienie, które powinno panować w formie dla danego tłoczywa, [kGcm 2]
Na przekaźnikach czasowych maszyny ustawić należy ponadto czas
prasowania wstępnego (30 s), czas odgazowania formy (3s) i czas
prasowania zasadniczego (zależnie od grubości wyprasek). Wykonać
jeden cykl prasowniczy automatycznie bez ^zasypywania formy
tłoczywem. Następnie zasypać gniazdo formujące odpowiednią naważką
tłoczywa potrzebną do otrzymania określonej wypraski i wykonać cykl
prasowniczy. W tych samych warunkach wykonać jeszcze 5 cykli.
Następnie zmienić czas prasowania drugiego w zakresie: -30-150 s/mm,
zgodnie z ustalonym przez prowadzącego zajęcia programem. Podobnie
otrzymać wypraski dla temperatury prasowania 140, 160, 170°C. Każdą
serię i każdą próbkę oznaczyć i opisać wygląd zewnętrzny ich
powierzchni. Próbki pozostawić do sezonowania w warunkach pokojowych.
Do oznaczenia zawartości wolnego formaldehydu i wytrzymałości cieplnej wg
Vicata przeznaczyć krążki lub szalki, a do oznaczenia wytrzymałości na
zginanie i temperatury ugięcia pod obciążeniem-beleczki.
Wariant I.
Oznaczenie zawartości wolnego formaldehydu w wypraskach.
1. Przygotowanie odczynników do oznaczania.
1.1.
0,25% r-r kwasu chromotropowego w 72% kwasie siarkowym.
0,25 g soli sodowej kwasu chromotropowego rozpuszcza się w 37,6 ml
wody destylowanej i dodaje powoli kroplami 62,4 ml stężonego kwasu
siarkowego (w wypadku stosowania kwasu chromotropowego rozpuszcza się
go od razu w 72 % kwasie siarkowym)
W czasie dodawania kwasu siarkowego (kroplami!) do wodnego
rotworu soli sodowej kwasu chromotropowego należy mieszaninę silnie
chłodzić. Przygotowany roztwór powinien mieć jasno-słomkowy kolor, można
go przechowywać w ciemnym i chłodnym miejscu przez 2-3 tygodnie.
1.2. Wzorcowy roztwór formaldehydu.
Z formaliny w której oznaczono procentową zawartość formaldehydu
mtodą jodometryczną przygotowuje się w kolbie miarowej o pojemności 1l i
rotwór wzorcowy A zawierający 1mg formaldehydu w 1 ml (tj. 1 g/l), 10ml
roztworu A rozcieńcza się wodą destylowaną w kolbie miarowej pojemności
100 ml, otrzymując w ten sposób roztwór wzorcowy B, którego 1ml zawiera
100 mikrogramów formaldehydu. Roztwór C sporządza się przez
rozcieńczenie 5 ml roztworu B w lolbie miarowej poj. 50 ml, roztwór te
zawiera 10 ng formaldehydu w 1 ml.
2.
Przygotowanie wyciągu wodnego z badanych krążków lub szalek.
Badane krążki umieszcza się w zlewkach, a szalki zalewa jednakową
ilością wrzącej wody destylowanej. Zlewki lub szalki przykrywa się i
pozostawia na 2 godz. w temp. pokojowej. Po dwóch godzinach pobiera
się próbki ekstraktów do oznaczeń.
3.
Przygotowanie skali wzorcowej.
Do probówek wlewa się stopniowo wzrastające ilości roztworu
wzorcowego C: 0,05; 0,10; 0,20;...1ml.co odpowiada : 0,5; 1; 2; 3 itd.
mikrogramów formaldehydu i odpowiednio dopełnia wodą destylowaną do
objętości 1 ml. Próbę zerową przygotowuje się wlewając do probówek 1 ml
wody destylowanej. Następnie do próbek wzorców dodaje się po 5 ml 0,25
% roztworu kwasu chromotropowego w 72 % roztworze kwasu siarkowego,
miesza się za pomocą mieszadełek szklanych i ustawia na 10 minut w łaźni
wodnej o temp. 60° C.
4.
Wykonanie oznaczenia.
Równocześnie z przygotowaniem skali wzorcowej wykonuje się
oznaczenia zawartości formaldehydu w wyciągach badanych przedmiotów
pobierając do probówek po 1ml wyciągów i dodając po 5 ml roztworu kwasu
chromotropowego. Próby badane badane należy ogrzewać jednocześnie ze
wzorcami. W obecności formaldehydu i w zależności od jego zawartości, w
wyciągach wodnych powstaje zabarwienie od jasno-fioletowego do
czerwono-fioletowego, które porównuje się wizualnie z zabarwieniem
wzorców.
Porównanie należy przeprowadzić na białym tle, w świetle
przechodzącym po wyjęciu probówek z łaźni wodnej i osiągnięciu przez nie
temperatury pokojowej. W razie dużych zawartości formaldehydu,
zabarwienie prób może być intensywniejsze i nieporównywalne ze skalą
wzorców. Należy w tych przypadkach pobrać do oznaczania mniejsze
ilości wyciągów rozcieńczonych w kolbach miarowych.
Obliczanie wyników
Zawartość formaldehydu w badanych wyciągach wyrażoną
mikrogramach w 1 ml wyciągu (lub mg/l) Z oblicza się ze wzoru:
Z=
a- ilość mikrogramów
badanejpróbie,
w
a ⋅ 1000
gdzie:
b
formaldehydu
we
b- ilość mililitrów wyciągu pobrana do oznaczania.
wzorcu
odpowiadającym
Wariant II.
Wyznaczanie właściwości termomechanicznych wyprasek.
Próbki po wyprasowaniu należy poddać sezonowaniu w temp. pokojowej.
Minimalny czas sezonowania wynosi 24 h. Wypraski należy dokładnie
oczyścić z nadlewów.
1.
Wyznaczanie wytrzymałości na zginanie (PN-79/C-89027)
Wykonanie pomiarów.
Do próby zginania przeznaczyć beleczki o wymiarach 10x15x120 mm.
Badanie wykonać przy pomocy maszyny wytrzymałościowej . Pomiary
wykonać w warunkach pokojowych przy następujących parametrach:
rozstaw podpór -lr-100 mm
szybkość zginania- minimalna
Pomiar prowadzić do zniszczenia próbki odczytując jednocześnie
strzałkę ugięcia odpowiadającą sile niszczącej. Nie należy brać pod
uwagę pomiarów, przy których próbka uległa złamaniu w odległości
większej niż 20mm od osi trzpienia gnącego.
Oznaczenia wytrzymałości na zginanie wykonać dla 10 próbek.
Obliczanie wyników:
Wytrzymałość na zginanie, R , obliczyć wg wzoru:
Rg = 3 / 2
Plr
bh 2
[MPa]
P- siła niszcząca, [N]
l r -rozstaw podpór, [m]
b - szerokość przekroju próbki, [m]
h - wysokość przekroju próbki, [m]
Jako wytrzymałość na zginanie przyjąć średnią arytmetyczną z 10 pomiarów.
2.
Wyznaczanie twardości próbek wg Brinella /PN-84/C-89030/.
Wykonanie pomiarów.
Do pomiaru twardości przeznaczyć bebeleczki lub krążki 100 mm.
Pomiary wykonywać w warunkach pokojowych z zastosowaniem
twardościomierza typu HPK przy następujących parametrach:
obciążenie wstępne 1daN
obciążenie podstawowe 49-961 N
-
Obliczanie wyników:
Twardość próbek odczytać z instrukcji obsługi przyrządu na podstawie
wielkości zagłębienia (h), (patrz instrukcja do ćwiczenia nr 7 z Reologii
polimerów). W powyższy sposób wyznaczyć następujące wielkości:
HK ⊥10 -twardość próbki mierzona prostopadle do kierunku prasowania
oznaczana po 10 s działania obciążenia.
HK -twardość próbki mierzona prostopadle do kierunku prasowania
60
⊥
oznaczana po 60 s działania obciążenia.
HK -twardość próbki mierzona równolegle do kierunku prasowania
10
//
oznaczana po 10 s działania obciążenia.
HK -twardość próbki mierzona równolegle do kierunku prasowania
60
//
oznaczana po 60 s działania obciążenia.
Wyznaczyć średnie arytmetyczne twardości na podstawie uzyskanych
wyników jednostkowych.
W sprawozdaniu wyjaśnić i zinterpretować różnice w wartościach
poszczególnych rodzajów twardości dla tych samych próbek.
3.
Wyznaczanie odporności cieplnej wg Vicata (PN-83 / C-89024)
Wykonanie oznaczenia (patrz instrukcja do ćwiczenia nr 5 z Reologii
polimerów): Do pomiaru odporności cieplnej wg Vicata można użyć beleczki
jak w p.2 lub płytki / pocięte krążki / o grubości 3-6 mm. Próbki umieścić
na stanowisku pomiarowym i zbadać ich wytrzymałość cieplną w
następujących warunkach:
medium grzejne: olej silikonowy
szybkość wzrostu temperatury: 50°C/h
zagłębienie igły: 1 mm
obciążenie igły: 5 daN
Jako wynik należy przyjąć temperaturę w której igła zagłębi się w próbce na
wysokość 1 mm. Do oznaczenia należy wykonać 2 próby.
4.
Wyznaczanie temperatury ugięcia pod obciążeniem próbek (PN88 / C-89066) Wykonanie oznaczenia:
Do badań stosować beleczki o wymiarach 10 x15 x120 mm. Parametry
pracy podczas pomiarów winny przedstawiać się następująco:
szybkość wzrostu temperatury: 2°C/h
medium grzejne: olej silikonowy
obciążenie beleczki takie, aby naprężenie zginające było zgodne z PN
Jako wytrzymałość cieplną próbki przyjąć temperaturę, dla której
strzałka ugięcia beleczki wyniesie 0,12 mm. Do oznaczania należy wykonać
2 próby.
Opracowanie wyników
Parametry prasowania
tłocznego tłoczywa
parametry
ustalone
parametry
zmienialne
Wygląd
zewn.
wyprasek
Oznaczanie własności
wielkości zmierzone
Uwagi
wielkości obliczone
wielk.
pojed.
wymienić
podać
wartości
wielk.śred nie
nazwa
wartości
Sporządzić graficzne zależności badanych właściwości wyprasek
(zawartość wolnego formaldehydu, twardość" wytrzymałość na zginanie,
wytrzymałość cieplna) od zmienianych parametrów przetwórczych.
Przedyskutować przebieg tych zależności i wyjaśnić na podstawie dostępnej
literatury.
LITERATURA:
1)
2)
Brzeziński J., Wirpsza Z. „Aminoplasty” WNT, 1970, Warszawa
Praca biorowa. „Metody badańtworzyw sztucznyc” WNT, 1970.
Warszawa
3)
4)
Polska Norma PN-70/C-89270.
Polska Norma PN-58/C-89300.
INSTRUKCJA ODSŁUGI PRASY PHM-100a
Przed przystąpieniem do pracy należy sprawdzić czy jest napięcie na
wszystkich fazach doprowadzajcych prąd do prasy (czynność tę wykonuje
przeszkolony pracownik) czy jest odpowiedni poziom oleju w zbiorniku oraz
czy termoelementy są umieszczone we właściwych gniazdach.
1.
Włączyć wyłącznik głównego prasy (w lewej ścianie korpusu prasy),
następnie po ustawieniu właściwej dla danego tworzywa temperatury
prasowania na wskaźnikach termoregulatorów- włączyć grzejniki. Zostanie to
potwierdzone zapaleniem się czerwonych lampek na termoregulatorach.
2.
Po dogrzaniu się formy do temperatury prasowania, na co wskazuje
zapalające się na przemian zielone i czerwone lampki termoregulatorów,
można przystąpić do uruchomienia górnego stołu prasy.
3.
W tym celu należy odkręcić zawór akumulatora powietrzno-olejowego
prasy i sprawdzić ciśnienie na manometrze do niego założonym. Jeżeli
ciśnienie wewnątrz akumulatora spadło poniżej 6 atm ( 0,6 MPa ) należy je
uzupełnić sprężonym powietrzem ze sprężarki do wartości 8-10 atm (0,8-1,0
MPa).
Po osiągnięciu właściwego ciśnienia w akumulatorze powietrzno-olejowym
można przystąpić do dalszych czynności.
4. Ustawić przełącznik rodzaju pracy na "ręczne" i "pompa wyłącza się
samoczynnie"
5. Zamknąć osłonę bezpieczeństwa z przodu i tyłu prasy.
6. Sprawdzić czy w przestrzeni roboczej prasy nie znajdują się jakieś
narzędzia lub tp. przedmioty, jeśli tak- należy je stamtąd usunąć.
7.
Włączyć silnik pompy i nacisnąć przycisk "powrót", w wyniku tego stół
górny prasy powinien się przesunąć do góry i otworzyć formę.
8.
Wykonać kilka ruchów stołem prasy w dół i w górę przez naciśnięcie
przycisków "prasowanie" a następnie "powrót" w celu zwiększenia ciśnienia
w akumulatorze powietrzno- olejowym do wartości 25 atm / 2.5 MPa /.
9. Po ponownym naciśnięciu przycisku "powrót" i zatrzymaniu się stołu
prasy w górnym położeniu załadować tłoczywo do gniazd formujących. Po
usunięciu rąk oraz narzędzi z przestrzeni roboczej prasy przystąpić do
prasowania- naciskając przycisk "prasowanie I". Po ok. 10 s prasowania
odgazować formę przez naciśnięcie przycisku "powrót". Po lekkim uchyleniu
się formy / ok. 3 s / -nacisnąć przycisk "prasowanie II" i pozostawić formę
zamkniętą przez czas, który wynika z technologii prasowania tego tworzywa.
10. Po upłynięciu czasu prasowania nacisnąć przycisk "powrót" i otworzyć
formę, wyjąć wypraskę ręką w rękawicy ochronnej i wyczyścić gniazdo
formujące.
11. Jaśli wypraska ma zadowalający wygląd można przełączyć rodzaj
pracy na "automatyczne" i ustawić czas trwania poszczególnych operacji na
wyłącznikach czasowych (prasowanie I, odgazowanie, prasowanie II).
12. Zadozować nową porcję tworzywa do gniazda formującego i uruchomić
prasę przez naciśnięcie obydwoma rękami przycisków znajdujących się
na przedniej osłonie.