Назначение, область применения и классификация пластмассы, технология ее производства, используемые методы и материалы. Выбор номенклатуры показателей качества, качественный и количественных. Мероприятия по повышению качества пластмассы, управление им.
Объектом оценки качества в данной курсовой работе будет пластмасса, т.к. это один их самых распространенных искусственных, отсутствующих в природе и потому получаемых в процессе химической обработки материалов. В итоге определить факторы, которые влияют на снижение качества продукции и выработать мероприятия по повышению качества пластмассы Весь материал в работе изложен с учетом новейших достижений в области строения, классификации и особенностей переработки пластмасс. Пластмассы широко используются в спортивной индустрии, например, их применяют в таком виде спорта, как прыжки с шестом: из пластмасс изготавливают сами шесты, а также маты, которые предохраняют спортсменов от травм при падении. В настоящее время исключительно из пластмасс изготавливается спортивная обувь всех видов, также пластмассы используются для изготовления спортивного инвентаря. По способу производства связующего пластмассы подразделяются на пластмассы, получаемые методом цепной полимеризации (сополимеризации) и поликонденсации.Выполнив данную курсовую работу, в которой дается анализ качественной и количественной оценке уровня качества пластмассы, я детально изучила назначение, основные виды, область применения, а также технологию получения такого непростого, но в то же время выгодного материала, как пластмасса.
Введение
пластмасса номенклатура управление
Объектом оценки качества в данной курсовой работе будет пластмасса, т.к. это один их самых распространенных искусственных, отсутствующих в природе и потому получаемых в процессе химической обработки материалов.
При выполнении работы я хочу изучить классификацию, технология производства пластмасс. Необходимо будет разобраться с методами оценки качества. После чего дать количественную характеристику показателям качества пластмассы. В итоге определить факторы, которые влияют на снижение качества продукции и выработать мероприятия по повышению качества пластмассы Весь материал в работе изложен с учетом новейших достижений в области строения, классификации и особенностей переработки пластмасс.
Проделав данные этапы, я узнаю основные разделы такой дисциплины, как квалиметрия.
1.
Назначение, область применения и классификация пластмассы
Среди новых конструкционных материалов видное место принадлежит пластическим массам (пластмассам) и синтетическим смолам. Пластическими массами называют неметаллические материалы, получаемые, на основе природных и синтетических полимеров.
Производство машин не обходится без использования пластмасс и резин. Они являются как заменителями дефицитных цветных металлов, так и материалами с особыми свойствами, для которых не всегда может быть найдена замена. Этим и объясняется широкое использование пластмасс для изготовления огромной номенклатуры деталей машин. Применение пластмасс повышает качество машин и оборудования за счет снижения их массы, улучшает внешний вид, позволяет экономить цветные и черные металлы. Особенно эффективна замена пластмассами цветных металлов (свинца, меди, цинка, латуни, бронзы) и легированных сталей. Применение, например, 1 т эпоксидной смолы в электротехнике дает экономию более 4 т меди.
Исходными материалами для получения пластмасс служат дешевые природные вещества: продукты переработки каменного угля, нефти, природного газа и т.д. На производство пластмасс требуется гораздо меньше капитальных вложений, чем на получение цветных металлов.
Основой пластических масс являются смолы - высокомолекулярные соединения органического происхождения. Смолы в чистом виде используются реже.
Если в XIX веке пластмассы заменяли лишь дорогие и редкие материалы - слоновую кость, янтарь, перламутр, то в начале нашего века их стали использовать вместо дерева, металла, фарфора. Сейчас пластмассы нельзя назвать «заменителями». Многие современные пластмассы превосходят по своим свойствам большинство природных материалов. Многие из них имеют столь ценные качества, что у них нет аналогов в природе. Производство пластмасс развивается значительно быстрее, чем производство металлов.
Область применения пластмасс
Около двух третей всего мирового производства пластмасс составляют массовые продукты: полиэтилен, поливинилхлорид и полистирол. Основные области их применения - это строительство, медицина, упаковка, машиностроение, электротехника, транспорт. Причиной их широкого распространения служат главным образом относительно низкая цена и легкость переработки и лишь во вторую очередь свойства, которые во многом уступают свойствам более дорогих специальных веществ.
Все большее значение приобретают пластмассы в строительстве трубопроводов, поскольку в этом случае не возникает проблем коррозии. Усиленные стекловолокном трубопроводы пригодны для доставки газов под давлением 15 бар и для транспортировки химических веществ, способных вызвать коррозию. Для этих целей применяют поливинилхлорид, полиэфиры, полибутилен, полиэтилен и полипропилен. Наибольший удельный вес в строительстве занимают полимерные материалы для изготовления полов. Весьма широко в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов строители применяют пенопласты (пенополистирол, пеноуретан и др.). Растут масштабы использования пластмасс в качестве кровельного материала. Значительная часть всех потребляемых в строительстве пластмасс идет для производства сантехники (трубы из полиэтилена, стеклопластиковые ванны и т.д.). Все чаще применяют отделочные пластмассы, различные модификации полистирола.
Пластмассы широко используются в спортивной индустрии, например, их применяют в таком виде спорта, как прыжки с шестом: из пластмасс изготавливают сами шесты, а также маты, которые предохраняют спортсменов от травм при падении. В настоящее время исключительно из пластмасс изготавливается спортивная обувь всех видов, также пластмассы используются для изготовления спортивного инвентаря. Пластмассы используются для оформления спортивных площадок и стадионов. Существуют материалы - заменители травы, прошедшие испытания на теннисных кортах и огромных стадионах. На первый взгляд их не отличить от настоящего газона, а по износоустойчивости они значительно превосходят его. Синтетические «травы» водонепроницаемы, устойчивы к жаре и к холоду, не вытаптываются и не гниют.
Все большее применение в медицине находят различные полимерные материалы: каучуки и резина, смолы, пластические массы. На основе достижений химии высокомолекулярных соединений можно получить материалы с заранее заданными свойствами, которыми не могут обладать природные соединения. Получение синтетических полимерных изделий из мономеров осуществляется с применением поликонденсации и полимеризации.
Классификация пластмассы
Классификация высокомолекулярных соединений может производиться по различным признакам, знание которых позволяет получить ценнейшие сведения о структуре и основных свойств таких соединений и композиций, полученных на их основе.
У линейных полимеров макромолекулы представляют собой длинные зигзагообразные цепи длиной до 1,27-10 A (0,127 мм).
Разветвленные пластмассы состоят из макромолекул с боковыми ответвлениями, число и длина которых могут варьироваться в широких пределах.
Сетчатые пластмассы построены из длинных цепей, соединенных друг с другом в трехмерную сетку поперечными химическими связями.
Следует отметить, что любой полимер неоднороден по молекулярной массе, то есть наряду с очень большими молекулами в полимере могут быть и молекулы средних и малых размеров.
2. По способу получения на изготовление: · полимеризацией
· поликонденсацией
При полимеризации молекулы мономера соединяются между собой в длинные цепные молекулы без выделения побочных продуктов, Например, этилен (мономер) под воздействием высокой температуры и давления превращается в полиэтилен (полимер), молекулы которого состоят из многократно повторявшихся остатков мономера - этилена (-СН2-СН2-) n. Если полимеризуются два или большее число мономеров разного строения, то этот процесс называется сополимеризация.
Принципиально отличается от полимеризации процесс получения полимеров поликонденсацией, при котором соединение молекул одинакового или различного строения сопровождается выделением простейших низкомолекулярных продуктов. Например, при поликонденсации дикарбоновых кислот с диаминами получаются полиамиды.
3. По отношению к нагреванию: · термопластичные (термопласты)
· термореактивные (реактопласты)
Термопласты при нагреве до определенной температуры не претерпевают коренных химических изменений. Они могут многократно нагреваться в указанном интервале температур, а затем возвращаться в исходное состояние. Молекулы термопластов обычно имеют линейную структуру. В группу термопластов входят: полиэтилен, полипропилен, полиамиды, полиметилметакрилат. Первым термопластом, нашедшим широкое применение, был целлулоид-искусственный полимер, полученный путем переработки природного-целлюлозы.
Реактопласты под воздействием температуры подвергаются необратимым изменениям в результате соединения макромолекул друг с другом поперечными химическими связями с образованием трехмерных (пространственных) сеток.
Изделия из реактопластов при нагреве не размягчаются и не могут подвергаться повторной переработке. К реактопластам относят фенолформальдегидные смолы, аминопласты, эпоксидные смолы, полиуретаны. По способу производства связующего пластмассы подразделяются на пластмассы, получаемые методом цепной полимеризации (сополимеризации) и поликонденсации. (Схема 2)
4. По агрегатному состоянию: Полимерные вещества могут находиться только в твердом и жидком (точнее вязкотекучем) состояниях и не могут быть переведены в газообразное состояние. Пластмассы могут находиться как в аморфном, так и в кристаллическом состояниях. Если макромолекулы перепутаны и не имеют определенной ориентации, полимер находится в аморфном состоянии. На участках, где наблюдается направленность макромолекул, они находятся в кристаллическом состоянии. Многие пластмассы ни при каких обстоятельствах не проявляют склонности к кристаллизации. Кристаллические же пластмассы не бывают закристаллизованы полностью, обычно они содержат и аморфную фазу.
5. По виду наполнителя различают следующие группы пластмасс: - ненаполненные (на основе чистых смол без наполнителей);
- композиционные (содержат различные наполнители):газонаполненные, слоистые пластики, порошкообразные.
Композиционные пластмассы кроме связующего содержат наполнитель и другие добавки. В зависимости от вида наполнителя их выпускают в виде пресспорошков, волокнистых, слоистых и газонаполненных пластмасс. Пресспорошки представляют собой смесь измельченной смолы с различными наполнителями. В зависимости от вида волокнистого наполнителя пластмассы имеют разные названия: волокнит, стекловолокнит (из стеклянного волокна), ас-боволокнит (из волокна асбеста), текстоволокнит (из текстильных обрезков).
Слоистые пластики вырабатывают пропиткой термореактивной смолой древесного шпона, бумаги, ткани и стеклоткани с последующим прессованием при повышенной температуре.
Газонаполненные пластмассы получают введением порообразователей в связующее с последующим действием высокой температуры. Их называют пенопластами или поропластами. Пенопласты имеют малую объемную массу и могут быть с открытыми и закрытыми порами. Пенопласты вырабатывают на основе различных смол: фенолоальдегидных, полистирола, полиуретана. Вид смолы, степень и характер пор определяют свойства газонаполненных пластмасс.
6. По применению пластмассы подразделяют на: силовые: конструкционные;
Полимерные материалы, как уже говорилось, отличаются технологичностью. Они могут перерабатываться в изделия самыми разнообразными методами. При этом параметры переработки (температура и давление) значительно ниже, чем при переработке таких материалов, как металлы, стекло и керамика. Способ обработки и ее режим определяются видом полимера и типом получаемого изделия.
Общая схема производства пластмасс включает традиционные процессы - дозировку и приготовление полимерной композиции, формование изделий и стабилизация их формы и физико-механических свойств.
Приготовление композиций производят на смесителях различных систем. Для перемешивания сухих композиций обычно используют турбулентные и шнековые смесители. Специфическим широко используемым способом приготовления полимерных композиций является вальцевание.
Вальцевание - операция, при которой масса перетирается в зазоре между обогреваемыми валками, вращающимися в противоположном направлении (рис. 1). Вальцевание позволяет равномерно перемешать компоненты смеси. При многократном пропускании массы через валки полимер в результате термомеханических воздействий переходит в пластично-вязкое состояние. Этот процесс называют пластикацией.
В зависимости от температуры вальцевания макрорадикалы, что образуются вследствие механохимических процессов, могут либо дезактивироваться, что приведет к снижению молекулярной массы полимера, либо рекомбинироваться, давая при этом блок- и привитые сополимеры. Это явление широко используется в технологии переработки пластмасс.
Экструдирование - перемешивание массы в обогреваемом шнековом прессе (экструдере) с последующим продавливанием массы сквозь решетку для формования полуфабриката в виде гранул (такой экструдер называется гранулятором).
Формование изделий. Выбор метода формования зависит в основном от вида получаемой продукции. Так, листовые материалы формуются обычно на каландрах, трубы и погонажные профильные изделия экструдируют, штучные изделия в основном формуют литьем под давлением.
Каландрирование - процесс формования полотна заданной толщины и ширины из пластичной смеси (приготовленной, например, на вальцах) путем однократного пропускания между обогреваемыми полированными валками с последовательно уменьшающимся зазором. Схемы работы Г-образного и Z-образного каландров представлены на рис. 2. Каландрированием производят полимерные пленки. В частности, большую часть линолеума изготовляют вальцевокаландровым способом. Многослойный линолеум получают горячим дублированием заранее отформованных на каландрах пленок: защитной, декоративной и подкладочной (несущей).
Экструзия - процесс получения профилированных изделий способом непрерывного выдавливания размягченной массы через формообразующее отверстие (мундштук). Экструзией производят трубы (рис. 2) и погонажные изделия (плинтусы, раскладки, «сайдинг», оконные профили и т.п.). Выпускают специальные экструдеры для формования линолеума (в том числе и двухслойного). На экструдерах формуют полимерные пленки в виде бесшовного рукава. Для этого формуется труба, внутрь которой подается воздух, раздувающий ее в тонкую пленку.
Литьем под давлением с помощью литьевых машин (рис. 3) получают небольшие изделия сложной конфигурации из смесей на основе термопластичных полимеров (например, изделия для санитарно-технических устройств, вентиляционные решетки, мелкие плитки и т.п.). Гранулированный полуфабрикат нагревается до вязко текучего состояния в цилиндре литьевой машины и плунжером впрыскивается в разъемную форму, охлаждаемую водой.
Горячее прессование используют в основном для формования изделий из термореактивных полимеров. Так, в частности, получают листовые материалы: бумажнослоистый и деревослоистый пластик, сверхтвердые древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты. Для листовых материалов используют многоэтажные прессы с масляным или паровым обогревом плит (t = 120… 150°С). На таких прессах формуют одновременно 5… 15 листов. В начале прессования полимер расплавляется, связывая все компоненты, а затем необратимо отверждается, фиксируя заданную форму изделия.
Горячим прессованием можно получать пенопласты с помощью веществ - газообразователей, разлагающихся с выделением газа при нагревании, т.е. в тот момент, когда полимер приобретает вязкопластичную консистенцию. Для формования плиты используют экструдеры (см. рис. 3). Вспенивание происходит при выходе расплава из формующей головки. Такой экструдированный пенопласт имеет замкнутую пористость и плотную корочку на поверхности (фирменные названия: стиродур, пеноплекс).
Полистирольный пенопласт получают и более простым методом из гранул полистирола, содержащих легкокипящую жидкость - изопентан. Небольшое количество гранул помещают в замкнутую форму, которую опускают в горячую (85…95°С) воду. Когда полистирол размягчается, изопентан вскипает и вспучивает гранулы в 10…20 раз. Гранулы занимают весь объем формы и, слипаясь друг с другом, образуют плиту или другое изделие. Такой пенополистирол называют ПСБ (беспрессовый).
3. Выбор номенклатуры базовых показателей качества
Выбор номенклатуры показателей качества устанавливает перечень наименований количественных характеристик свойств продукции, составляющих ее качество и обеспечивающих возможность адекватной оценки уровня качества продукции. При обосновании выбора номенклатуры показателей качества продукции учитывают: - Назначение и условия использования (эксплуатации) продукции;
- Требования потребителей;
- Обеспечение решения задач управления качеством продукции;
- Состав и структуру характеризующих свойств;
- Основные требования к показателям качества;
Номенклатура показателей качества пластмассы устанавливается ГОСТ 25288-82 «ПЛАСТМАССЫ. НОМЕНКЛАТУРА ПОКАЗАТЕЛЕЙ».
В свой курсовой работе я выбрала 7 основных показателей качества пластмассы: огнестойкость, прочность на растяжение, прочность на сжатие, коэффициент трения, морозостойкость, теплопроводность и кислородный индекс т.к. при производстве пластмассовых изделий данные показатели будут иметь огромное значение.
Наименование критерия, показателя качества и единицы измерения Условное обозначение показателей качества
Испытание на статический изгиб: sf
Плотность: Ударная вязкость по Шарпи: Водопоглащение: Х
Ударная вязкость по Изоду: А Прочность при сдвиге в плоскости листа: Предел прочности при сдвиге: 4. Методы определения показателей качества пластмассы
В зависимости от способа получения информации методы определения значений показателей качества продукции подразделяют на: - измерительный;
- регистрационный;
- расчетный;
- органолептический.
Измерительный метод основывается на использовании технических измерительных средств. Методика проведения измерений включает методы измерений; средства и условия измерений, отбор проб, алгоритмы выполнения операций по определению показателей качества; формы представления данных и оценивания точности, достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды. Результаты непосредственных измерений при необходимости приводятся путем соответствующих пересчетов к нормальным или стандартным условиям, например к нормальной температуре, нормальному атмосферному давлению и т.д. С помощью измерительного метода определяются масса изделия, сила тока, число оборотов двигателя, скорость автомобиля и др.
Измерительные методы - методы определения (измерения) действительных значений показателей качества с помощью технических устройств. Предназначены для определения физико-химических или микробиологических показателей качества.
Регистрационный метод основывается на подсчете числа определенных событий, предметов или затрат, например отказов изделия при испытаниях, числа частей сложного изделия (стандартных унифицированных, оригинальных, защищенных авторскими свидетельствами или патентами). Этим методом определяются показатели унификации, патентно-правовые показатели и др.
С помощью регистрационного метода показатели качества определяют на основе наблюдения и подсчета числа определенных событий, предметов или затрат.
Органолептический метод основывается на анализе восприятия органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса. При этом органы чувств человека служат приемниками соответствующих ощущений, а показатели определяются путем анализа этих ощущений на основании имеющегося опыта и выражаются в баллах. Точность и достоверность этих показателей зависит от способностей, квалификации и навыков лиц, их определяющих, но метод не исключает возможности использования некоторых технических средств. С помощью органолептического метода определяются показатели качества пищевых продуктов, эстетические показатели, некоторые эргономические показатели. Разновидностью органолептического метода являются сенсорный, дегустационный и др. методы. Сенсорный анализ применяется для оценки качества продуктов питания. В результате сенсорного анализа определяют цвет, вкус, запах, консистенцию пищевых продуктов.
Расчетный метод основывается на использовании теоретических или эмпирических зависимостей. Этим методом пользуются главным образом при проектировании продукции, когда последняя еще не может быть объектом экспериментальных исследований (испытаний). Расчетный метод служит для определения показателей производительности, безотказности, долговечности, сохраняемости, ремонтопригодности изделия и др. Его очень часто используют при проведении косвенных измерений. Например, по величине показателя преломления стекла устанавливают коэффициент зеркального отражения, а по твердости стали - ее прочность. Расчетным методом определяют содержание бисульфитных производных глюкозы и фруктозы в меде по результатам хроматографического анализа.
В зависимости от источника информации методы определения значений показателей качества продукции подразделяют на: - традиционный;
- экспертный;
- социологический.
Традиционный метод осуществляется должностными лицами специализированных экспериментальных и расчетных подразделений предприятий, учреждений (к ним относятся специализированные лаборатории, полигоны, испытательные стенды и т.д.).
Экспертный метод определения значений показателей качество продукции используют только в случаях, когда те или иные показатели качества не могут быть определены другими более объективными методами.
Экспертные методы - методы оценки, производимые группой экспертов в условиях неопределенности или риска.
Определение значений показателей качества продукции социологическим методом осуществляется фактическими или потенциальными потребителями продукции. Сбор мнений потребителей осуществляется различными способами: устный опрос; распространение анкет-вопросников, организация выставок-продаж, конференций, аукционов. Для получения достоверных результатов требуются научно обоснованная система опроса, а также методы математической статистики для сбора и обработки информации. Социологический метод позволяет справиться с вопросами прогнозирования потребностей, обоснования освоения новых видов продукции, обоснования целесообразности снятия продукции с производства, аттестации продукции по категориям качества, стимулирования повышения качества продукции и многих других.
В своей курсовой работе данные по показателям качества пластмассы я нахожу экспериментальным способом, поэтому я использовала расчетный метод. Так как при нахождении значении данных показателей необходима формула и последующие расчеты, то эффективнее всего использовать данный метод.
Показатель качества, расчетная формула Метод определения
Испытание на статический изгиб Расчетный метод
Плотность =M/V Расчетный метод
Ударная вязкость по Шарпи Расчетный метод
Водопоглащение Расчетный метод
Ударная вязкость по Изоду а=А/b Расчетный метод
Прочность при сдвиге в плоскости листа Расчетный метод
Предел прочности при сжатии Расчетный метод
5. Методы оценки показателей качества пластмассы
Методы оценки уровня качества продукции делятся на: - дифференциальный;
- комплексный;
- смешанный.
Дифференциальным называется метод оценки качества продукции, основанный на сопоставлении единичных показателей ее качества. При этом для каждого из показателей рассчитываются относительные показатели качества по формулам: (1)
(2) где: Pi - числовое значение i-го показателя качества оцениваемой продукции;
Рібаз - числовое значение i-го показателя качества базового образца.
Формула (1) используется, когда увеличению абсолютного значения показателя качества соответствует улучшение качества продукции. Формула (2) используется, когда увеличению абсолютного значения показателя качества соответствует ухудшение качества продукции.
Комплексным называется метод оценки уровня качества продукции, основанный на сопоставлении комплексных показателей качества оцениваемого и базового образцов продукции: , где Qоц - обобщенный показатель качества оцениваемой продукции;
Qбаз - обобщенный показатель качества базовой продукции.
Смешанный метод оценки уровня качества продукции на совместном применении единичных и комплексных показателей качества: 1) При смешанном методе часть единичных показателей объединяют в группы и для каждой определяют комплексный (групповой) показатель. Некоторые особо важные показатели в группы не включают, а рассматривают отдельно. Объединение в группы должно производится в зависимости от цели оценки.
2) Найденные величины групповых комплексных показателей и отдельно выделенных единичных показателей подвергают сравнению с соответствующими значениями базовых показателей, т.е. применяют принцип дифференциального метода.
6. Выбор базовых показателей
Под оценкой уровня качества продукции понимается результат оценивания, то есть сопоставления показателей качества оцениваемой продукции с базовыми значениями. Выбор базовых образцов является одной из основных операций оценки технического уровня и качества продукции. Совокупность базовых показателей характеризует качество продукции на некоторый заданный период времени.
Базовыми на стадии разработки могут служить перспективные образцы продукции, характеризуемые прогнозируемыми реально достижимыми значениями показателей качества, и соответствующие передовые достижения науки и техники на определенный будущий период.
На стадии изготовления базовым образцом может быть продукция, показатели качества которой в момент оценки отвечают самому высокому мировому уровню. Такие базовые образцы применяются при сертификации продукции.
Срок действия базового образца устанавливается ведущей организацией в зависимости от специфики оцениваемой продукции, т.е. с учетом ее потребности у потребителей, длительности периодов ее разработки, изготовления и эксплуатации или потребления, а также планируемых сроков проведения сертификации и сроков смены моделей данного вида продукции на внутреннем и внешнем рынках.
Оценка качества продукции должна производиться на различных стадиях ее жизненного цикла.
На этапе разработки оценивается уровень разрабатываемой продукции, в результате чего устанавливаются требования к ее качеству, и производится нормирование соответствующих показателей в нормативно-технической документации.
На этапе производства определяются фактические значения показателей качества продукции по результатам контроля и испытаний и принимаются соответствующие решения.
На этапе эксплуатации или потребления оценивается качество изготовленной продукции и по результатам этой оценки принимаются управляющие решения, направленные на сохранение или повышение уровня качества.
Основными источниками информации при установлении базовых образцов являются отчеты научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций, научно-технические прогнозы развития отдельных отраслей промышленности, описания отечественных и зарубежных патентов, отчеты о проведении патентных исследований, государственные, отраслевые, международные, зарубежные стандарты, отечественные и зарубежные периодические научно-технические издания.
В аналоговую группу могут входить лучшие образцы спроектированной или промышленно освоенной отечественной и зарубежной продукции, составляющей значительную часть общего объема продукции, реализуемой на внешнем рынке и пользующейся устойчивым спросом. Лучший образец из группы принимается за базовый.
В своей курсовой работе я выбрала такие показатели качества как изгиб, плотность, водопоглощение, ударная вязкость, прочность при сдвиге в плоскости листа, Я считаю эти показателей самыми важными, так как они наиболее полно характеризуют пластмассу.
Показатель качества Базовое значение Нормируемый документ
Испытание на статический изгиб: 117,6Мпа ГОСТ 50598-93
Плотность: 1,4г/ ГОСТ 9590-76
Ударная вязкость по Шарпи: 8,8 кгс·см/см ГОСТ 50598-93
Водопоглащение: 186 мг ГОСТ 50598-93
Ударная вязкость по Изоду: 0,075Дж/мм ГОСТ 50598-93
Прочность при сдвиге в плоскости листа: 250Мпа ГОСТ 9590-76
Предел прочности при сжатии: 98Мпа ГОСТ 9590-76
7. Количественная оценка показателей качества пластмассы
1. Испытание на статический изгиб: (sf)
Согласно ГОСТ 4648-71, при определении изгибающего напряжения, необходимо пользоваться следующей формулой:
где: F - нагрузка, Н;
Lv - расстояние между опорами, мм. b - ширина образца, мм;
h - толщина образца, мм.
F= 204,88H b= 10 мм
= 60 мм h= 4 мм
2. Плотность: ( )
Согласно ГОСТ 15139-69, при определении плотности, необходимо воспользоваться формулой: = M/V где: М - масса образца в г;
V - объем образца при температуре измерения в см
M= 180г
V= 131,195
= 180/131,195=1,372г/
3. Ударная вязкость по Шарпи: ( )
Согласно ГОСТ 4647-80 при определении ударной вязкости по Шарпи необходимо использовать следующую формулу:
где: - энергия удара, затраченная на разрушение образца без надреза, Дж (кгс·см);
- ширина образца по его середине, мм (см);
- толщина образца по его середине, мм (см).
= 1,2936Дж b= 15 мм s= 10 мм l=70 мм кгс·см/см
4. Водопоглащение: (х)
Определяем водопоглащение, согласно ГОСТ 4650-80, необходимо применить формулу:
где: m1 - масса образца перед погружением в воду, мг;
m2 - масса образца после извлечения из воды, мг.
Согласно табличным данным, приведенным в ГОСТ 50598-93 масса образца перед погружением в воду равняется 200 мг, после извлечения из воды= 382,28 мг.
= 382,28-200= 182,28 мг
5. Ударная вязкость по Изоду: (а)
Согласно ГОСТ 19109, следовательно используем формулу: а=А/b где: А - энергия удара, Дж;
b - длина надреза (равная ширине образца), мм.
Данные согласно ГОСТ 50598-93: А= 0,0294 Дж
B= 0,4 мм а=0,0294/0,4=0,0735Дж/мм
6. Прочность при сдвиге в плоскости листа: ( )
Определяем прочность при сдвиге в плоскости листа, согласно ГОСТ 24778-81, используем формулу:
где: - максимальная нагрузка, которую выдержал образец при испытании, Н;
- длина стороны рабочего поля образца, м;
h - толщина образца, м.
= 175000Н; а=0,1 м; h=0,5 м.
Па=245Мпа
7. Предел прочности при сжатии: ( )
Согласно ГОСТ 23206-78 при определении предела прочности при сжатии применяем формулу:
- площадь первоначального поперечного сечения образца, м (см ).
= 240,1КН
S= 0,0025 м (см ).
МПА
8. Оценка уровня качества пластмассы
№ Наименованиепоказателя Формула Единица измерения Расчетное значение показателей Значение базового показателя Уровень качества
1 Испытание на статический изгиб МПА115,24117,60,979
2 Плотность =M/V г/ 1,3721,40,98
3 Ударная вязкость по Шарпи кгс·см/см 8,624 8,8 0,98
4 Водопоглощение Мг 182,28 186 0,98
5 Ударная вязкость по Изоду а=А/b Дж/мм 0,0735 0,075 0,98
6. Прочность при сдвиге в плоскости листа МПА 245 250 0,98
7. Предел прочности при сжатии МПА 96,04 98 0,98
Итого по изделию 0,979
Анализируя данную таблицу, можно сделать вывод, что пластмасса, которую мы взяли для оценки уровня качества, соответствует всем требованиям, которые приведены в нормативных документах, можно лишь провести ряд мероприятий, для повышения качества пластмассы.
9.
Факторы, влияющие на снижение качества пластмасс
Литье полимеров под давлением - технологический процесс переработки пластмасс путем впрыска их расплава под давлением в пресс-форму с последующим охлаждением. Данный процесс является одним из главных при производстве пластмасс, на этой стадии возникают множество дефектов, которые в дальнейшем сказываются на отрицательном качестве полимеров.
При прогнозировании качества литьевых деталей, анализе причин брака и выборе эффективного метода устранения дефектов необходимо учитывать механизмы их формирования. Однако изучение механизмов появления дефектов деталей при литье термопластов является сложной задачей. Высокие скорости реологических, тепловых, структурных и др. процессов в сочетании с высоким давлением и температурой затрудняют получение достоверной информации непосредственно в ходе литья. При изучении готовых деталей необходимо учитывать, что дефекты, которые формируются при заполнении формы, могут значительно изменяться на стадии уплотнения, а также при усадочных процессах.
Распространенными дефектами, возникающими при литье деталей из термопластов, являются так называемые «следы течения» («flow marks», «flow lines»).
«Следы течения» - «следы на поверхности изделия изза неравномерности течения пластмассы». В современной научной, технологической и патентной литературе к «следам течения» чаще всего относят одиночные или периодически повторяющиеся области, отличающиеся блеском и шероховатостью, с относительно гладкой или волнистой поверхностью, а также линии спаев, которые возникают при нарушении сплошности потока. Такого рода дефекты могут образовывать круглые или кольцевые зоны, систему бугорков и впадин или «полос». Существуют и другие трактовки термина «следы течения», что является отражением общей проблемы неустоявшейся терминологии, касающейся большей части дефектов внешнего вида литьевых деталей.
10. Мероприятия по повышению качества пластмасс
Промышленность пластмасс развивается сегодня исключительно высокими темпами. Начиная с 60-х годов, производство полимеров, основную долю которых составляют пластмассы, удваивается через каждые 5 лет, и эти темпы роста в соответствии с прогнозом на период до 1990 г. сохранятся. В связи с этим ученые всех стран занимаются повышением качества пластмасс, т.к. на мой взгляд, пластмассы своими свойствами вытесняют дорогостоящие металлы. Подтверждению этому были созданы РОБОТЫ. РОБОТЫ (или промышленные роботы (далее ПР)) действуют на основании ГОСТ 25686, в частности определяющий, что это стационарные или передвижные автоматические машины, состоящие из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственных процессах двигательных и управляющих функций.
В переработке пластмасс ПР в основном применяются при производстве штучных изделий, то есть преимущественно в литье под давлением, а также прессовании, термоформовании и выдувном формовании.
В литье под давлением ПР используются для извлечения изделий из литьевой формы; постановки изделий на средства периферийной техники, в отдельных случаях - для маркировки изделий и их простейшей сборки.
В прессовании применение ПР позволяет: резко уменьшить количество трудящихся, работающих в неблагоприятных условиях, исключить весьма ожогоопасную операцию ручного съема горячих изделий из горячих (до 200°С) форм, повысить качество изделий, уменьшить долю брака и отходов производства, интенсифицировать процесс формообразования отверждением за счет использования активных каталитических систем, ускорителей, возможного повышения температуры прессования.
В термоформовании ПР наиболее эффективно используются для раскроя заготовок, их загрузки в форму и для извлечения изделий из формы с последующей упорядоченной укладкой, а также для манипуляций со съемными нагревателями заготовок. Известны случаи применения ПР для механической обработки пресс-изделий.
В выдувном формовании ПР эффективны в операциях удаления облоя, его складирования, а также в переносе изделий в процессе внутрицехового транспортирования.
В области синтеза пластмасс преимущественное развитие получают процессы полимеризации в массе (получение полиэтилена, полистирола) по сравнению с водно-дисперсионными методами. Все интенсивнее внедряются непрерывные процессы с высоким уровнем автоматизации и механизации, вытесняя периодические процессы.
Вывод
Выполнив данную курсовую работу, в которой дается анализ качественной и количественной оценке уровня качества пластмассы, я детально изучила назначение, основные виды, область применения, а также технологию получения такого непростого, но в то же время выгодного материала, как пластмасса. В ходе работы я выбирала номенклатуру показателей качества, метод определения, метод оценки качества пластмассы, базовый показатель, после чего провела количественную оценку показателей качества своего изделия. После чего рассмотрела факторы, которые негативно сказываются на качестве пластмасс. Затем определила мероприятия по повышению качества пластмассы.
Проделав данную работу, я произвела оценку уровня качества и тем самым получила необходимые знания по кваоиметрии.
Список литературы
1. ГОСТ50598-93 «ПЛАСТИКИ СЛОИСТЫЕ КОНСТРУКЦИОННЫЕ НА ОСНОВЕ ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ»
