Производство одноразовой посуды методом вакуум формования

     В цьому розділі приведені види вакуум формування i описан метод обраний для виробництва одноразової споживчої тари.

     Обраний метод - негативне формування з попередньою мехашчною витяжкою (рис. 1.2). Основна особливість цього метода полягае в тому, що закрсплений над матрицею лист термопласта вдавлюється у неї товкачем. Товкач, опускаючись униз, придає листу форму, що приблизно відповідає формі матриці, і виробляе попередню механічну витяжку листа. Як тільки товкач приходить у нижне положения, в матриці створюється формуючий тиск (за рахунок вакууму, зжатого повітря або рідини,що нагнітає) і лист притискається до внутрішньї поверхні матриці, точно відтворюючи розміри та малюнок форми, [4].

     При мехашчній витяжці відбувається зменшення товщини бокових стінок, виробу що формуеться, а товщина дна залишається майже без зміни порівняно з товщиною листа. При негативному формуванні більш за все витягується дно виробу та кути, що до нього прилягають. Поєднання двох способів, що розглядаються, дозволяє отримати більш глибокі вироби з рівномірною товщиною стінки та дна, ніж при "чистому" негативному формуванні. До недоліків процесу слід віднести ускладнення обладнання та збільшення числа технологічних параметрів, які потрібно контролювати у ході процесу. 
 
 
 
 

Таблиця 1.1 —Основні способи вакуум формування листових матеріалів 

а -нагр1вання заготовки, б - попередня мехашчна витяжка, в - кшцеве оформления виробу. 

     Попередня механічна витяжка може здійснюватися при негативному формуванні не тільи жорстким, але й еластичним пуансоном, який виготовляеться, як правило, з гуми. Цей процес є поеднанням штампування еластичним пуансоном та негативного формування. Еластичний пуансон вдавлює разогріту заготівку в матрицю, однак для кращого оформления виробу в момент витяжки термопласта в формі створюється розтягання, що забезпечуе плотноє поджатіє заготівки до стінок матриці. При попередній витяжці еластичним пуансоном різнотовщинність виробу менше, ніж при використанні жорсткого. Це пояснюеться тим, що при зіткнення заготівки з гумою не вщбувається різкого охолодження термопласта i матеріал продовжуе деформуватись, обжимаючи пуансон, [4] 

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ

Параметри одноразової тари вказані в табл.. 2.1

     В якості сировини для виробництва одноразової тари використовують поліпропіленову плівку (у рулонах), шириною 465 мм, товщиною 1,4 мм, масою 50 кг, [2].

     Одноразова тара виготовлена на багатопозизійній вакуум-формовочій машині стрічкового типу, методом негативного формування з попередньою витяжкою. Апарат DOGA-VAG (ф1рма "Гасти", ФРГ),технолопчна характеристика обладнання приведена в табл.2.2 
 

Таблиця 2.1- Параметри одноразової тари 

Таблиця 2.2. - Технологічні характеристики апарату DOGA-VAG. 

3 ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ВИХІДНОІ СИРОВИНИ 3.1 Характеристика поліпропілену 
 

     Пропілен СН2=СН-СН3 (молекулярна маса 42,081) при звичайних умовах - безбарвний газ з слабим характерним запахом.

     Пропілен відноситься до числа найважливіших видів сировини сучасної нафтохімічної промисловості. Різноманітність синтезів на основі пропілену є причиною швидкого збільшення об'ему виробництва цього продукту. Джерелами сировини для промислового виробництва пропілену можуть служити продукти переробки нафти, а також природні вуглеводні гази.

     Пропілен отримують різними методами: а) розіл газів нафтопереробки що містять олефіни, б) піролізом етану i пропану, що містяться в газах нафтопереробки, в) піролізом етану i вищих алканів, що виділяються з природного газу, г) піролізом рідких вуглеводнів.

     В залежності від способу підводу тепла в реакційну зону розрізняють наступні методи піролізу вуглеводнів для отримання пропілену: а) в трубчатих печах з зовнішнім вогневим обігрівом, б) з застосуванням в якості теплоносія перегрітого водяного пару i димових газів, в) в регенеративних печах з нерухомою насадкою, г) в регенеративних печах з теплоносіем що рухається, д)окислювальний піроліз. Найбільш поширеним методом отримання пропілену є піроліз нафтової сировини в трубчатих печах. Це пояснюється невеликими капітальними затратами на будівництво трубчатих піролізних установок i порівняною простотою обслуговування.

     Для отримання пропілену високої ступені чистоти, необхідної для хімічної переробки, проводять розділ піролізного газу на окремі компоненти.

     Розділ газу перолізу доцільно здійснювати при підвищеному тиску. Перед розділом газ зжимають компресорами в 4 - 5 ступенів i очищають в лугових промивних апаратах від кислих домішок. Потім з газу видаляють сполуки ацетилену (шляхом селективного гідрування на спеціальному каталізаторі або промивкою діметилформамідом) i піддають його сушці за допомогою різних адсорбентів.

     В промисловості для виділення пропілену з піролізного газу найчастіше застосовуеться метод ректифікації, який є в техніко-економічному відношенні найбільш вигідним.

     Для виробництва поліпропілену потрібен пропілен високого ступеня чистоти. Зміст таких домішок, як ацетиленової і сіркової' сполуки, кисень, окис i двоокис вуглецю не повинні перевищувати сотих i тисячних долів проценту.

     Задовільним вважаеться пропілен наступного складу (в об'емн. ч. на 1 млн.): Cipкa -.10;вода.-10;пропадієн.-20;кисень-.10 ;окис вуглецю.-. 10; карбоніл сульфід.-.10;ацетилен.-5;етан + пропан.-.2.000 
 

3.2 Полімеризація та сополімеризація пропілену

     Відкриття специфічних каталізаторів подавало велику промислову заіцікавленість i визвало цілий ряд досліджень в області полімерізації пропілену і інших олефінів. Незабаром після появи перших повідомлень про полімеризацію етилену при низьких тисках фірмою Монтекатіні та Циглером були взяті сумісні патенти в яких описані основні групи речовин, що застосовуються в якості каталізаторів. Найважливіші з них наступні: сполуки перехідних металів: TiCU, TiCb, TiCb, ацетилацетонат хрому та ін. Металоорганічні сполуки: А1 (С2Н5)з,А1 (СзН7)з-А1 (С1бНз)з, алюмінієві сплави (наприклад, Mq3Al2) та ін .

     Детальне вивчення різних каталітичних систем дозволило виявити нові типи каталізаторів, однак принципи їx дії той же і заключається у взаемодії металів органічних сполук 1,2 або 3 груп перюдичної системи з сполуками перехщних металів 4-8 груп.

     Ізотактичний поліпропілен в наш час отримують тільки на гетерогенних каталітичних системах в яких, перехідні метали знаходяться в нерозчинній, більш менш кристалічній формі, а металоорганічні сполуки в вуглеводному середовищі

     Основні параметри процесу полімерізації, а саме загальна швидкість процесу, стереоізомерний склад полімеру i його молекулярна маса, залежать від хімічної і фізичної природи каталізатора, полімеризаційного середовища і фізичних умов. А також ступеня чистоти окремих компонентів системи іїх концентрації.

      Отриманий в результаті стереоспецефічної полімеризації продукт на ряду з ізотактичним полімером містить також деяку кількість атактичної фракції так звані стереоблокполімери, в макромолкулах які чередуються на протилежних сторонах ланцюга не окремі групи СРз, a цілі ізотактичні ділянки цих груп.

     Каталізатор знаходиться у місі полімеру, що утворився і тому його необхідно або видалити, або перевести в хімічну інертну форму, яка не викликає деструкції і небажаного забарвлення полімеру. Зміст аморфних i стереоблочншх фракцій оказує вплив на здатність полімеру до переробки i властивості виробів, що отримуються i повинно бути відрегульовано відповідно з призначенням полімеру. Іншим параметром, яким необхідно змінювати в широких межах в залежності від призначення полімеру, є величина молеку-лярної ваги.

     Збільшити молекулярну вагу полімеру можна за допомогою різних добавок (наприклад, амінів) або самих каталітичних систем. Знизити молекулярну вагу можна трьома методами: а) вибором режиму полімеризації (каталізатор, температура, концентрація мономера i т.п.), б) додання речовин, що викликають передачу ланцюга, в) спрямованої деструкції полімеру. На практиці молекулярну вагу полімеру найчастіше регулюють за допомогою агентів передачі ланцюга.

     На ряду з вивченням хімічних та фізичних властивостей поліпропілену увагу дослідників в усьому свті привертаеє сополімеризація пропілену з іншими мономерами в ланцюгах модифікації властивостей продукту. В коло проблем, пов'язаних з сополімерізацією на стерео специфічних каталізаторах, крім вивчення складу сополімеру I вміст вихідних  мономерів, входить також вивчення просторовоі структури продуктів, що утворюються з врахуванням застосованої комбшації мономерів i каталітичної системи. 

3.3 Структура поліпропілену: властивості, застосування