Изучение методов и технологии переработки полимеров обувного производства

Тема: Изучение методов и технологии переработки полимеров обувного производства.

 

План:

1. Методы переработки полимеров, применяемые в обувной промышленности (ОАО «Красный октябрь»).

2.Технология и оборудование  переработки различных полимеров.

2.1.Переработка полимерных отходов обувного производства.

2.2.Переработка ТЭП.

2.3.Изготовление изделий  из полиуретана.

3.Оборудование, применяемое  для переработки полимеров.

3.1.Обувные литьевые  машины.

3.2.Техническая оснастка (литформа).

 

 

 В настоящее время  имеется множество процессов и методов переработки полимеров, основными из них являются каландрование, отливка, прямое прессование, литьё под давлением, экструзия, пневмоформование, холодное формование, термоформование, вспенивание, армирование, формование из расплава, сухое и мокрое формование.

На фабрике ОАО «Красный октябрь» применяют следующие методы переработки:

1. Экструзия;
2. Литьё полиуретанов;
3. Литьё под давлением (ТЭП).

Методом экструзии полимеров  перерабатывают отходы термопластов, ТЭП, полиуретанов кожи и текстиля. Достаточно качественная экструзия отходов полимеров происходит при температуре 140- 1800 С, давлении 10 Мпа, продолжительность 3-7 мин.

   Экструзия представляет  собой непрерывный технологический  процесс, заключающийся в продавливании  материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (фильеру), с целью получения изделия нужной формы.

 

 

Три технологических участка:

1) Составление смеси отходов

2) Экструзия

  3) Раскрой полученной ленты на детали.

На подготовительном участке полимерные материалы (отходы полиуретана, кожевенные материалы, ТЭП) подлежат дроблению в специальной дробилке. Измельчённый материал сушат и готовят композицию для формования.

Обязательные компоненты композиции и их рекомендуемое содержание:

- литники, облой (35-45%);

-межшаблонный крой (55-65%).

Допустимое количество необязательных компонентов, добавляемых  в композицию, не должно превышать 15%. Смешивают компоненты до гомогенной смеси. Затем осуществляют формование на специальном шнековом прессе.

Формовочную композицию засыпают в бункер пресса и включают привод шнека, который предварительно должен быть обеспечен необходимым температурным режимом. Загрузка должна быть равномерной и осуществляться непрерывно. Только в этом случае процесс экструзии протекает плавно, и получаемый профиль имеет хорошее качество по всей длине.

В экструдере смесь отходов  подвергают интенсивному прогреву, перемешиванию  и прессованию через технологическую  оснастку (фильеру) определённой формы. В результате, перерабатываемая смесь полимеров претерпевает частичную термохимическую деструкцию, приобретает термопластические свойства и формуется в соответствии с геометрическими параметрами фильеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                 Рисунок 1. Фильера.

Температурный режим  формования играет важную роль на свойства формуемого полуфабриката. Вся зона формования разбита по длине на четыре равные части. Три из них расположены  на шнеке, а четвёртая на матрице:

      1-ая  зона: 140-160⁰ С;

      2-ая  зона: 145-165⁰ С;

      3-я зона: 140-180⁰ С;

      4-я зона: 155-165⁰С (на матрице).

Формованный профиль  приобретает необходимую прочность только после охлаждения. Наиболее ответственным является этап охлаждения, когда прочность профиля минимальна. Окончательное охлаждение проводят на стеллажах в течение 3-4 часов.

Разрезание профиля  на подкаблучные вкладыши осуществляют на гильотине. Разрезанные вкладыши поступают в полиэтиленовую тару.

            

            Литьё полиуретанов.

Сущность литья ПУ-композиции заключается в том, что синтез полимера и изготовление низа с одновременным  его прикреплением производится в одном цикле.

В настоящее время  при изготовлении обуви литьевого  метода крепления на предприятии  используется литьевая машина «Десма 581/18», которая состоит из:

-загрузочной системы;

-формоносителя;

-инжекционного узла;

-системы термоактивации;

-блока автоматического управления;

-трансмиссии.

 По классификации машину  «Десма 581/18» можно назвать: специализированая  для литья полиуретана, горизонтального типа, роторная, электро-гидромеханическая, сложного привода, 18-ти секционная, одно-поршневая, среднего объёма.

Перед заливкой в пресс-форму компоненты A и Б тщательно перемешиваются. В компонент A входят полиол и активатор. В компонент Б – преполимер.

Разогретую (оплавленную) бочку полиола  Байфлекс 2002Н извлекают из термошкафа и устанавливают на мешалку. Полиол должен быть оплавлен при t⁰ выше 30⁰ С до полного растворения. Затем в полиол вводят сшиватель Байфлекс 40-15-76 и включают мешалку.

В зависимости от необходимого цвета  подошв в полиольную смесь  тонкой струйкой вводят красящую пасту:

- ISOPUR – SU 20553/9121 (чёрная);

- ISOPUR – SE 13930/1221 (бежевая).

Полиольная смесь смешивается  на мешалке в течение 1-го часа. После смешивания полиольную смесь охлаждают до рабочей t⁰ = 45 ⁺_-  5⁰С и, при помощи насоса агрегата Десма 581, заправляют в реактор. Температура реактора t⁰ = 45 +-  50С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Рисунок 2. Схема расположения оборудования, входящего в литьевой      агрегат «Десма».

 

Технологический маршрут заготовки (далее обуви).

Формование.

1. Заготовки разогревают  на отпаривателе до размягчения  термопластичного подноска, чтобы  облегчить одевание заготовки на колодку (t⁰ пара=90-100⁰C).

2. Выравнивание шва и околачивание следа.

3. Фиксация формы обуви  ВТО 267. Обработка обуви феном.

 

      Подготовка подошво - крепительного участка.

1.Загрузка заготовок  на колодках в ячейки литьевого  агрегата. Выполнение обжима пресс-формой  на заготовке с колодкой.

2. Взъерашивание заготовок  по обжиму. Машина фабричной конструкции.

3. Установка колодок  с заготовкой на штуцер литьевого  агрегата, установка вкладыша, нанесение  разделительной смазки на пресс-форму.  Очистка пресс-формы от остатков  ПУ массы. Литье подошвы на след заготовки.

 

       Съемка колодок с обувью с литьевого агрегата. Выстой обуви.

 

Процесс жидкого формования состоит из следующих стадий:

1. Разогрев массы до жидкого состояния.
2. Смешение и гомогенизация жидких компонентов.
3. Впрыск смеси в пресс-форму.
4. Отверждение смеси за счет химической реакции.

 

 

Параметры литья.

Соотношение компонента А к Б составляет 1:0,85.

Давление:

-в реакторах- 0,2 МПа;

-в сопло экструдера - до 0,6 МПа;

-в литьевой форме  при формовании изделия – 0,02 – 0,04 Мпа;

- после окончания формования- 0 МПа.

 

Температура:

-при заправке компонентов - 50⁰ C;

-в литформе компонент A - 43⁰ С;

-в литформе компонент Б – 38⁰ С;

-частей литформы – 50⁰ С;

- изделия при съёмке  – 40⁰ С;

-охлаждение жидкости на выходе - 15⁰ С.

        Такт литья составляет 18 секунд:

-подход сопла экструдера - 1-2 сек.;

-впрыск- 6 сек.;

-подпитка (удержание) - 4 сек.;

-выдержка - 6 сек.

      Активность  композиции:

- старт - 8 сек.;

- подъём пены –  30 сек.;

- образование начальной  прочности (отщип) – 50 сек.;

- полное формирование прочности – 150 сек.

 

  

Технологическая оснастка.

Основной технологической  оснасткой при изготовлении обуви  литьевого метода крепления является литформа.

Литформа для литья низа обуви включают три основные части: прессовую колодку, пуансон, матрицу, состоящую из двух полу-матриц.

При смыкании трёх основных частей литформы между их поверхностями остаётся пространство, называемое формообразующей полостью или рабочим объёмом. Формообразующая полость литформы задаётся совокупностью характерных линий и элементов.

Прессовая колодка обеспечивает образование верхней поверхности  формообразующей полости, т.е. след прессовой колодки задаёт форму  и размеры не ходовой поверхности  низа обуви.

По конструкции различают  прессовые колодки со съёмной  пяточной частью, со сдвигаемой пяточной частью, съёмная прессовая колодка.

Матрица образует вертикальную и верхнюю горизонтальную поверхности  формообразующей полости. Она предназначена  для придания формы урезу подошвы  и ранту, для передачи тепла и обеспечения освобождения низа после формирования. Как правило, матрица выполняется разъёмной и состоит из двух частей – наружной полу-матрицы и внутренней полу-матрицы.

Пуансон образует нижнюю поверхность формообразующей полости  литформы. Он предназначен для придания формы следу подошвы и каблука, передачи тепла и давления на литьевую смесь. Иногда пуансон формует частично урез подошвы и каблука.

 

 

                                                                         

 

 

 

                                                        

 

                                                               Рисунок 3. а) матрица в

                                                                   сомкнутом состоянии;

                                                             б) матрица в разомкнутом состоянии.

                                                                    

 

 

                                                     

 

                                                           

 

Рисунок 4. Литформа. 1 - колодка с заготовкой; 2 – матрица;

3 – пуансон.

 

 

                                                             

 

 

 

 

 

                                                           Рисунок 5. Машина ZPS-SM «Svit

                                                                  710 100/Р2

 

 

 

На машинах ZPS-SM «Svit 710 100/Р2» из полипропилена льют геленки.

2-х секционная, литформа  на столе состоит из 2-х частей: основания и крышки. Система   загрузки – насыпью (воронка,  дозатор для отсекания порций, приёмник и экструдер). По классификации:

- специализированная  для литья термопластов, термоэластопластов;

- настольного типа;

- однопозиционная;

- двухсекционная;

- электро-гидра-механическая;

- шнековая.

Сырьё должно быть одной  марки. Гранулы полипропилена не должны содержать посторонних примесей.

Основные параметры  литья:

- t⁰ в 1-й зоне – 180⁰ C;

- t⁰ во 2-й зоне – 200⁰ С;

- t⁰ в 3-й зоне – 260⁰ С;

- такт литья 160 сек;

- впрыск – 15 сек;

- подпитка – 10 сек;

- выдержка – 135 сек.

После остывания отливки  производят обрезку геленков от литника, при этом, обрезанный конец литника на геленке должен быть не более 1,5 мм. Геленки, имеющие недошивы и деформации, необходимо отбраковывать.

 

 

        Вывод: В настоящее время проблема переработки отходов полимерных материалов обретает актуальное значение не только с позиций охраны окружающей среды, но и связана с тем, что в условиях дефицита полимерного сырья пластмассовые отходы становятся мощным сырьевым и энергетическим ресурсом.