В чем разница между акриловыми листами, производимыми методом экструзии, непрерывного литья и литья в формы? Очевидная разница в том, что каждый из них производится в соответствии с другим процессом.
Акриловый лист обычно изготавливается одним из трех способов. Все они предлагают уникальные преимущества от стоимости и физических свойств до разнообразия цветов и отделки. В зависимости от потребностей производителей один тип может быть более подходящим, чем другой. Эта статья предназначена для понятного объяснения основных методов производства и объяснения различий между конечными продуктами. О процессах изготовления акриловых листов написаны тома технической литературы, но цель данной статьи состоит только в том, чтобы помочь вам их дифференцировать и дать общие понятия об акриловом листе.
Экструдированный акриловый лист
Экструзия - это непрерывный производственный метод производства акрилового листа. При этом гранулы смолы подаются в экструдер, который при помощи кольцевых электронагревателей нагревает их до состояния расплавленной массы. Затем эту массу продавливают через пресс-форму в виде расплавленного листа. Расплавленный лист подается на валы каландра, расстояние между которыми определяет толщину листа и, в некоторых случаях, чистоту поверхности. Затем непрерывная полоса листа может быть разрезана до ее окончательного размера.
При производстве акрила не происходит 100% превращения мономера в полимер. Мономер представляет собой неполимеризованную форму соединения, в данном случае метилметакрилата, который является основным компонентом полимера. Полимер представляет собой химическую молекулу, образованную последовательным добавлением/соединением мономерных звеньев с образованием молекулы с высокой молекулярной массой. В случае акриловых материалов эта полимерная молекула представляет собой цепь длиной, возможно, 100-1000 звеньев (мономер). Несколько процентов мономера могут остаться в акриле, если производитель не удалил основное его количество при формировании гранул. Кроме того, пластик поглощает воду, если подвергается воздействию влажного воздуха. Однако сырье или гранулы, поступающие в экструдер, обычно содержат небольшое количество воды, если они не были тщательно высушены перед обработкой. Стремясь получить высококачественный лист с высоким выходом, некоторые производственные линии извлекают на ранних стадиях процесса плавки мономер и воду из исходного сырья. Это может создать ложное впечатление, что мономер добавляется в гранулы, а не удаляется.
Кроме того, мономер, оставшийся в расплавленном пластике, может вызвать образование пузырьков или полос в экструдате. Мономер, оставленный в листе, может снизить твердость, способствовать образованию трещин при изготовлении листа и, в крайних случаях, ухудшить физические свойства, такие как прочность на растяжение и модуль упругости (жесткость или жесткость). Тяжесть этих явлений будет зависеть от уровня остаточного мономера.
Конечный продукт экструзии имеет гораздо более жесткие допуски по толщине, чем литой лист. Из-за объема, в котором производится экструдированный лист, это самая экономичная форма, которую вы можете купить. Экструдированные акриловые листы доступны в широком ассортименте цветов и размеров.
Экструдированный акриловый лист склонен к усадке вдоль линии экструдирования и расширению поперек. Это особенно важно, если вы планируете использовать его для термоформования. Экструдированный материал также имеет тенденцию к склеиванию во время изготовления, когда резка происходит слишком быстро (линейная скорость подачи), потому что он имеет более низкую молекулярную массу. Он также может поглощать быстросохнущие растворяющие клеи быстрее, чем литой или непрерывнолитой материал. Это может привести к нарушению соединения и неполному склеиванию. Чтобы исправить это, используйте медленно сохнущие клеи и инструменты, предназначенные для резки экструдированного акрила.
Поскольку экструдер - это очень дорогое оборудование и требует значительных усилий для замены роликов и установки штампов, оно подходит именно для производства больших объемов товарных материалов. Типичная экструзионная компания может работать до 10 000 килограмм материала одного цвета и толщины, прежде чем они начнут производство другого продукта. При таком объеме экструзия становится наиболее экономичным способом производства пластикового листа.
Акриловый лист непрерывного литья
Непрерывное литье также является формой массового производства акрилового листа. Процесс включает заливку частично полимеризованного акрила между двумя тщательно отполированными лентами из нержавеющей стали. Ленты разделены пространством, равным толщине листа, и расплав удерживается прокладками на краях лент. Ленты проходят через серию охлаждающих и нагревательных устройств для регулирования отверждения и разрезаются на листы по размеру в конце производственной линии.
Еще одно преимущество достигается за счет частичной полимеризации материала перед заливкой. Часть тепла полимеризации, которое выделяется при превращении жидкого мономера в твердый пластик, отводится перед подачей расплава в ленточную систему. Это способствует контролю непрерывного процесса.
Заключительное обсуждение стоимости непрерывнолитого процесса производства акриловых листов заслуживает отдельного комментария. Стоимость материала для непрерывного литья по сравнению с экструдированным листом в пользу непрерывного литья. Стоимость мономера намного меньше, чем у полимерных гранул. Далее себестоимость производства единицы продукции будет меньше для экструзии. Утверждение о том, какой процесс является более экономичным, будет зависеть от производительности и полезности сравниваемых объектов, а также от стоимости материалов и оборудования.
Акриловый лист периодического литья
Литье в формы исторически проводилось с использованием трех процессов. Во-первых, это техника водяной бани. Акриловый расплав заливают в форму, обычно состоящую из двух листов закаленного стекла, разделенных для получения желаемой толщины листа и герметизированных прокладкой по краю. Форма погружается в ванну, которая поддерживает/регулирует температуру отверждения и эффективно отводит тепло, выделяющееся в процессе превращения мономера в полимер. Мономер не используется при литье в формы. Вязкость акрилового мономера должна быть несколько повышена, чтобы избежать утечки форм или ячеек.
Два других метода литья, используемые в настоящее время, включают оригинальный процесс, который заключался в помещении «форм», содержащих расплав, в печь с циркуляцией воздуха, в которой воздух при контролируемой температуре проходит с умеренно высокой скоростью над поверхностью формы.
Третий метод, усовершенствованный по сравнению с водяной баней, был разработан компанией Polycast. Он предполагает использование оборудования, похожего на пластинчатый и рамный фильтр-пресс. Секции, которые служат формой для листа, чередуются с секциями, через которые циркулирует вода регулируемой температуры, чтобы способствовать полимеризации и отверждению листа.
Изделия листового акрила, полученные данным методом, должны подвергаться процессу «пост-отверждения» или «отжига». Лист, извлеченный из печи, ванны или литейной машины, обычно будет иметь «высокое» остаточное содержание мономера. Процесс полимеризации не завершен. Пост-отверждение снижает содержание остаточного мономера и предотвращает образование пузырьков на листе, если лист нагревают для термоформования.
При отливке листа из расплава происходит изменение плотности (удельного веса) ингредиентов. Наблюдается усадка около 20%. В процессе литья ячеек наибольшая усадка происходит в направлении толщины. Поверхность формы (лист из закаленного стекла) удерживает пластиковый лист от усадки в направлении длина-ширина. Следовательно, отжиг, при котором лист нагревается до точки размягчения, позволяет ему расслабиться или сжаться, сняв остаточное напряжение.
Вывод
Итак, что все это значит? Ну, разные процессы производят материалы с разными свойствами, которые могут повлиять на конечное использование. Обычно считается, что акрил, изготовленный методом литья в формы, обладает наилучшей оптической прозрачностью среди всех материалов. Он также имеет большую твердость поверхности и обрабатывается более чисто, чем непрерывный литой или экструдированный. Такой акрил выпускается во многих других цветах и толщине, и его легче получить нестандартные цвета и специальные эффекты. Однако у него также есть обратная сторона, заключающаяся в большем изменении толщины, чем у других методов, что может вызвать трудности в случаях, где очень важен допуск по толщине.
Непрерывное литье — следующий лучший вариант по прозрачности, и его преимущество заключается в сохранении одинаковой толщины как листов, так и термоформованных деталей. Это предпочтительный материал для большинства производителей. Кроме того, во время термоформования такой акрил не проявляет различий в величине усадки, которые проявляют экструдированные материалы. Его обратная сторона заключается в том, что он не такой твердый, как материалы литья в формы, а это означает, что на нем легче появляются царапины, и он не обрабатывается так чисто без корректировки скорости подачи, геометрии долота или лезвия и техники. Кроме того, он не предлагается в очень многих цветах или толщинах, что несколько ограничивает варианты дизайна по сравнению с литым в формы акрилом.
Но рабочей лошадкой отрасли по-прежнему остается экструдированный лист. Он представлен в широком ассортименте цветов и размеров, а достижения в области экструдерной технологии позволили вводить материалы толщиной до 1см без заметных линий штампа на листе, которые в прошлом были барьером для этих материалов. Экструдированные листы наиболее однородны по своей толщине и благодаря автоматизации также являются наиболее экономичными. Они удовлетворяют потребности большинства сфер применений из-за сочетания стоимости и качества. Недостатком является то, что они также являются самыми мягкими в семействе акриловых. Изготовители жалуются на «склеивание» во время изготовления, и для устранения этой проблемы требуется больше внимания. Они также поглощают быстросохнущие растворители быстрее, чем ячейковая и непрерывная заливка. поэтому жалобы на дефекты соединения или неполные клеевые соединения не являются редкостью. Хотя это легко исправить, работая с умом и переходя на немного более медленно сохнущие растворители, многие производители по-прежнему ожидают, что этот материал будет склеиваться, как литые листы.
Суть в том, чтобы понять, что требуется вашему производству, прежде чем выбрать продукт для использования. Не все прозрачные акриловые краски одинаковы для всех сфер применений, и цена должна быть последним соображением при планировании вашего проекта, а не первым.
Компания Хитл производит все типы нагревательных элементов для производства акриловых листов, а также для их термоформования. У нас вы можете заказать изготовление кольцевых нагревателей для экструдеров, патронных ТЭНов для пресс-форм, плоских нагревателей, а также инфракрасных излучателей для формовочных машин.
