Цель сушки некоторых видов пластмасс – удаление влаги. Но для чего необходимо удалять влагу перед литьем? Причина тому – определенные химические процессы. Но мы постараемся объяснить это на примере крошечных магнитов, ведь все понимают, как работают магниты.
Во-первых, прочность пластмасс обусловлена структурой из длинных и запутанных полимерных цепей. Чем короче цепи, тем легче проливается поток расплава, но такие материалы имеют меньшую прочность и отличаются по свойствам.
Во-вторых, некоторые пластмассы вбирают в себя влагу из воздуха. Они «гигроскопичны». Даже если производитель материалов высушит гранулы и сразу же упакует их в полиэтиленовые пакеты, полимер все равно будет содержать влагу, когда вы их получите. Почему? Потому что пакеты на полиэтиленовой основе не препятствуют попаданию влаги из воздуха на гранулы. Полиэтилен сам по себе имеет пористую структуру, в которую легко проникают пары влаги.
Вы можете убедиться в этом сами дома. Заверните луковицу в прозрачную полиэтиленовую пленку, поместите завернутую луковицу в холодильник, и вы увидите, что по прошествии времени лук сморщивается и высыхает, то есть влага выходит через пленку.
Некоторые полимеры настолько чувствительны к влаге, что их упаковывают и отправляют в герметичных вакуумных контейнерах. То есть производители сушат материал, но он впитывает влагу пока находится в упаковке и при вскрытии будет влажным.
В-третьих, почему некоторые полимеры вообще гигроскопичны? Поликарбонат, нейлон, ПБТ, ПЭТ, АБС, акрил, уретаны и многие другие гигроскопичные пластики являются полимерами с длинной цепью, как и полиэтилен, полистирол и т. д., но они содержат углерод и водород, а также имеют «полярный» сегмент атомов, которые ведут себя как маленький магнит с северным и южным полюсами, т. е. с положительным и отрицательным зарядами. Если присутствует влага, которая также является полярным веществом, то получается два мини-магнита, которые притягиваются друг к другу.
Именно это магнитное притяжение вытягивает влагу из воздуха и удерживает ее в полимере. Чтобы избавиться от влаги, необходимо просушить материал при температуре выше точки кипения воды. Это позволит развести два притягивающих магнита достаточно далеко друг от друга и свести магнитное притяжение к минимуму, а циркулирующий воздух вытянет влагу в окружающую среду.
Невозможно высушить полимер, просто оставив его в сушилке на ночь при более низкой температуре. Магнитное притяжение будет оставаться достаточно сильным, чтобы удерживать воду в полимере. Использовать высушенный материал необходимо в течение 30 минут после сушки, так как при взаимодействии с окружающей средой он вновь притянет к себе влагу как магнит, и перед переработкой его нужно будет повторно просушивать.
В-четвертых, некоторые умеренно гигроскопичные полимеры, такие как ABS и акрил, можно обрабатывать и во влажном состоянии, так как влага не разрушает их основу, а лишь вызывает образование пара и растекание. В случае же с такими пластиками, как ПЭТ, ПБТ, ПК, нейлон и ТПУ, воздействие влаги при температурной обработке вызывает химическую реакцию (гидролиз), в результате которой длинные цепи разбиваются на более короткие фрагменты, и материалы утрачивают прочность и другие свойства. Полимер с фрагментированными цепочками проливается легче, поэтому при использовании неравномерно высушенного материала, вы можете столкнуться с проблемой изменения вязкости полимером при подаче в загрузочную горловину. При низком уровне влажности пластика дефекты могут быть незаметны, отливка будет хорошо выглядеть и может даже пройти тесты при комнатной температуре, но преждевременно выйдет из строя при использовании в условиях низких или высоких температур.
Итак, для чего же необходимо сушить гигроскопичные полимеры?
Ответ - для удаления влаги, так как это позволяет обеспечить его максимальные эксплуатационные качества.
Если вы производите детали для медицинских или других приборов, требующих высокой надежности, то учитывайте, что, используя влажный материал, вы оставляете свои «отпечатки пальцев» на отливках. Ведь если будут выявлены поломки, то простые исследования помогут узнать, правильную ли длину имеют полимерные цепи в данных отливках.
