Човечеството е използвало естествени полимерни материали като дърво, кожа и вълна от началото на историята, но синтетичнитеполимеристана възможно едва след развитието на каучуковата технология през 1800 г.Първият синтетичен полимерен материал, целулоид, е изобретен от Джон Уесли Хаят през 1869 г. от целулозен нитрат и камфор.Голям пробив в синтетичните полимери е изобретяването на бакелит от Лео Хендрик Бекеланд през 1907 г. Работата на Херман Щаудингер през 1920 г. ясно демонстрира макромолекулната природа на дългите вериги от повтарящи се единици.1 Думата „полимер“ идва от гръцки и означава „много части'.Бързият растеж на полимерната индустрия започва малко преди Втората световна война с разработването на акрилни полимери, полистирен, найлон, полиуретани и последващото въвеждане на полиетилен, полиетилен терефталат, полипропилен и други полимери през 1940-те и 1950-те години.Докато през 1945 г. са били произведени само около 1 милион тона, производството на пластмаси по обем надмина това на стоманата през 1981 г. и оттогава разликата непрекъснато нараства.
Термопластите обикновено се обработват в разтопено състояние.Разтопените полимери имат много високи стойности на вискозитет и проявяват свойства на изтъняване при срязване.Тъй като скоростта на срязване се увеличава, вискозитетът намалява, поради подравняването и разплитането на дългите молекулни вериги.Вискозитетът също намалява с повишаване на температурата.В допълнение към вискозното поведение, разтопените полимери показват еластичност.Еластичността е отговорна за редица необичайни реологични явления.1,5 – 7 Те включват релаксация на напрежението и нормални разлики в напрежението.Бавното отпускане на напрежението е отговорно за замразените напрежения в шприцовани и екструдирани продукти.Нормалните разлики в напрежението са отговорни за някои нестабилности на потока по време на обработката, а също и за набъбването на екструдата, т.е. значителното увеличение на площта на напречното сечение, когато стопеният материал се екструдира от матрицата.
Най-важните операции за преработка на полимери са екструдиране и леене под налягане.Екструзията е материалоемка, а леенето под налягане е трудоемко.И двата процеса включват следната последователност от стъпки: (a) нагряване и топене на полимера, (b) изпомпване на полимера към модула за оформяне, (c) оформяне на стопилката в необходимата форма и размери и (d) охлаждане и втвърдяване .Други методи на обработка включват каландриране, формоване чрез издухване, термоформоване, формоване под налягане и ротационно формоване.Има повече от 30 000 вида полимери, обработени по тези методи.Пригодността на даден материал за конкретен процес обикновено се решава въз основа на индекса на изтичане на стопилката (MFI, наричан също скорост на изтичане на стопилката или MFR).Това е обратна мярка на вискозитета, базирана на доста груб тест, включващ екструдиране на полимер през матрица със стандартни размери под действието на предписано тегло.8 MFI е броят на грамовете полимер, събран от апарата за изпитване в 10 мин.Ниските стойности на MFI означават висок вискозитет и високо молекулно тегло, а високите стойности на MFI показват обратното.Следното е обичайният обхват на MFI за някои процеси: екструзия 0,01 – 10, шприцоване 1 – 100, издухване 0,01 – 1, ротационно формоване 1,5 – 20.
Време на публикуване: 14 януари 2018 г