Этот способ переработки термопластичных полимеров в основном служит для из­готовления больших полых изделий технического применения.

В нагреваемую форму загружается соответствующее массе производимого полого изделия количество полимерного сырья, которое при нагреве формы наплавляется на внутреннюю стенку. В процессе нагрева и охлаждения форма вращается относительно двух расположенных перпендикулярно друг к другу осей, что обеспечивает равномер­ное покрытие расплавом всех поверхностей формы. Максимальная скорость вращения составляет 30 об/мин, что позволяет говорить о переработке без применения давле­ния. Посредством ротационного формования изготавливаются полые изделия слож­ной замкнутой или открытой конструкции, объемом до 1500 л, диаметром до 2000 мм и длиной до 2500 мм. Если провести сравнение с другими технологиями: раздуванием полых изделий и, в особенности, с литьем под давлением, преимущества данного мето­да заключаются в более низких капитальных затратах на оборудование и оснастку с одной стороны, а с другой — в обеспечении технической возможности изготовления больших формованных изделий практически без внутренних напряжений, с достаточ­ной толщиной стенок и без значительной разницы в них, например, контейнеров или емкостей для вредных химикатов и жидкого топлива.

В первую очередь ротационное формование применяется в случаях, когда не­возможно применение метода раздувного формования.

Формовочные массы

Ротационным формованием можно перерабатывать практически все порошкооб­разные или пастообразные термопласты, а кроме того, жидкие мономеры с соответствующими добавками катализаторов и инициаторов. Для изготовления изделий с толстыми стенками лучше всего подходят менее термочувствительные формовочные массы, например, ПЭ.

Особое значение следует придавать размеру и форме гранул перерабатываемого твердого полимерного сырья. Это влияет на параметры расплавления и на распределе­ние толщины стенок изделия. Соответствующий размер гранул можно обеспечить до­полнительным измельчением закупаемого сырья. С помощью специально разработан­ных для этого размалывающих установок (мельниц) гранулят может быть измельчен до необходимого размера без распускания его на волокна (табл. 13.1).

При переработке жидких мономеров полимеризация происходит в процессе ро­тационного формования. Расплавленный мономер, например капролактам, вместе с одним или несколькими катализаторами загружается в ротационную форму с помо­щью смесительного оборудования, где в процессе вращения начинается полимериза­ция. Такие изделия отличаются лучшей устойчивостью к механическим и химичес­ким нагрузкам, чем изготовленные из гранулята. Часто это является основанием для отделки внутренней поверхности менее устойчивых изделий дополнительным слоем из жидких мономеров. Так, например, при наличии специальных требований, внутрен­няя поверхность полиэтиленовых емкостей отделывается ПА. При определении раз­мерности такой емкости следует учитывать, что прочность сцепления между различ­ными слоями порой ограничена. Однако при слиянии слоев из пластифицированного и непластифицированного ПЭ связь между ними, обусловленная относительно одина­ковым физическим состоянием при достигаемых температурах плавления, настолько хороша, что послойного разделения не происходит даже при значительной нагрузке на изделие.

Таблица 33-Рекомендуемое полимерное сырье для ротационного формования

Кроме того, ротационным формованием могут быть изготовлены полые изделия, стенки которых содержа т армирующие наполнители, например, стекловолокно. Для формования таких армированных изделий в полимерное сырье добавляется соответ­ствующее количество стекловолоконной крошки, после чего тщательно смешанный материал загружается в ротационную форму. Правильный порядок выполняемых дей­ствий позволяет получить изделие, в стенках которо1 о крошки волокон распределя­ются равномерно.

Благодаря ротационному формованию появилась возможность изготовления по­лых изделий, стенки которых подобно многослойным конструкциям содержат вспе­ненные средние слои, находящиеся между двумя монолитными защитными слоями, в ходе одной технологической операции. При этом вся многослойная стенка может быть изготовлена как из одного материала, так и из разных (например, внешний вспененный слой из ПЭ, а внутренний из ПА).

Для изготовления небольших изделий, например, игрушек, используются пасты ПВХ.

Технологические установки для ротационного формования

Технологические установки для ротационного формования могут быть разделены на три различных типа машин в зависимости от системы нагрева форм. В процессе модернизации нагреваемые пламенем установки постепенно уступили место установ­кам, нагреваемым воздухом, а те, в свою очередь, были вытеснены оборудованием, обогреваемым маслом.

Конструкция и назначение установок для ротационного формования

Перед технологической установкой для ротационного формования ставятся сле­дующие задачи:

• нагрев формы;

• вращение формы в нескольких плоскостях;

• охлаждение формы.

Одна из частей установки включает в себя контур циркуляции масла с насосами, подающими масло из накопительного резервуара в форму. Электрические нагреватели обеспечивают возможность быстрого нагрева масла, которое следует рассматривать в качестве термостатирующей среды. Для поворота формы, которая закреплена на кре­пежном фланце с двумя осями вращения, чаще всего расположенными перпендикуляр­но, служит двигатель с редуктором. Число оборотов установки составляет до 30 об/мин. Охлаждение формы, а вместе с ней и расплава, осуществляется холодным потоком мас­ла из отдельного охлаждаемого масляного резервуара