Смекни!
smekni.com

Конструкционные полимерные материалы в производстве мебели (стр. 5 из 8)

Детали, полученные из наполненных полипропилена и полиэтилена, отличаются большими изотропностью и точностью размеров, чем из нена-полненных аналогичных материалов.

Опытное внедрение технологии изготовления деталей мебели из на­полненной композиции на основе полиэтилена и полипропилена осущест­влено на МПФО «Мосфурнитура». Экономический эффект составляет в среднем 0,25 тыс.р. на 1т композиции.

НАСТИЛОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для производства мягкой мебели в настоящее время широко приме­няются материалы на основе газонаполненных полимеров, которые по своим эксплуатационным и технологическим свойствам не уступают, а в большинстве случаев превосходят ранее применявшиеся традиционные материалы. Для изготовления мягких элементов мебели в основном при­меняются пенорезина (губчатая резина из латекса), пенополиуретан на ос­нове сложных полиэфиров (поролон) и на основе простых полиэфиров (ППУ). Широкое внедрение этих материалов позволило не только улуч­шить архитектурно-художественные формы мебели, но и создать эконо­мичные по материало - и трудоемкости конструкции изделий, улучшить условия труда, повысить культуру производства мягкой мебели.

Современные модели мягкой мебели комфортабельны, включают де­тали сложной конфигурации, четкость форм которых обеспечивается при­менением формованных эластичных элементов из пенополиуретана на простых полиэфирах и пенорезины.

Широко стали применятся беспружинные элементы, в процессе из­готовления которых не используется пружинный блок, что резко снизило трудозатраты и дало большую экономию металла, расширились возможно­сти механизации процессов производства мягкой мебели.

ПЕНОРЕЗИНА

Изготавливается предприятиями химической промышленности из натурального («квалитекс») и синтетического бутадиен-стирольного ла­текса (СКС-С), отличающихся высоким содержанием сухого вещества (60....70%), хорошей текучестью и низким поверхностным натяжением.

Смеси для изготовления пенорезины содержат вспенивающий агент (20%-ный раствор калиевого мыла олеиновой кислоты или 35....40%-ный раствор аммониевого мыла синтетической жирной кислоты), вулканизи­рующую систему (серу, ультраускорители вулканизации - меркаптобен-зтиазолят и диэтилдитиокарбомат цинка), желатинизирующие агенты (дисперсию Na2SiF6, 10....20%-ный раствор хлористого аммония, окись цинка). Для получения более равномерной структуры пенорезины в латексную смесь обычно вводят вторичные желатинизирующие агенты (ди-фенилгуамидин, соли четвертичных пиридиновых или аммониевых осно­ваний, амины и др.). Кроме того, в нее добавляют наполнители (каолин, мел, тальк и т.п.) и пластификаторы (вазелиновое масло).

В мировой практике применяются два способа изготовления губчатых резин из латексов (пенорезин): способ фирмы «данлоп» и способ Талалая. Эти способы различаются в основном методами получения латексной пены и её желатинизации и вулканизации. Физико-механические пока­затели пенорезин, получаемых этими способами, также несколько различ­ны.

Губчатые резины выпускают в виде блоков пластин различных раз­меров или в виде формованных изделий. Блочную пенорезину изготавли­вают на оборудовании непрерывного действия, в котором латексную пену заливают на движущийся конвейер, пропускают через профилирующие уст­ройства, а затем желатинизируют и вулканизируют.

Формованные изделия изготавливают в специальных формах. При формовании изделий по способу «Данлоп» проводят механическое вспе­нивание латексной смеси с соотношением воздушной и жидкой фаз (крат­ностью пены) примерно 4:7, вводят желатинизирующие добавки, заполня­ют пеной формы с последующей желатинизацией и вулканизацией в среде насыщенного пара или горячего воздуха при температуре 130 — 140°С.

При формировании изделий из пенорезины по способу Талалая про­водится механическое вспенивание латексной смеси до кратности пены 2:3, после чего в неё вводят желатинизирующий агент и заливают в форму, заполняя лишь часть её объема. Затем в форме создают вакуум, в результа­те чего пена расширяется и заполняет форму. После этого пену заморажи­вают при температуре -20°С и коагулируют углекислым газом. Образо­вавшийся пенистый гель нагревают и вулканизируют.

Пенорезину выпускают с перфорацией и без перфорации, причем диаметр перфорации в пенорезине, изготовленной по методу «Данлоп» должен быть не больше 45 мм., а по методу Талалая - не больше 3 мм. В связи с тем, что пенорезина содержит на 90.. ..95% сообщающиеся поры, она обладает хорошей воздухопроводностью, что имеет большое значение при применении её в качестве настилочного материала при производстве мягкой мебели.

Основные физико-механические показатели пенорезины, получен­ной по методу «Данлоп», приведены ниже.

Твердость. МПа......................................................... 0.003... .0,016

Кажущаяся плотность, г/кв.см.................................. не более 0,10...0,12

Эластическое восстановление, %.............................. не менее 81,0

Предел прочности при разрыве, Н/кв.м.................. не менее 0.294'10

Остаточная деформация после многократного сжатия % не более 5.0

Влажность, %............................................................. не более 5.0

Коэффициент старения по твердости........................ 0.9. ...1.4

Кажущаяся плотность пенорезины по методу Талалая - не более 0,03*...0,08 кв.см.

Таким образом, показатели твердости изменяются в широких пре­делах и полностью удовлетворяют требованиям мебельной промышленно­сти. Для более эффективного использования пенорезины и повышения комфортабельности изделий мягкой мебели рекомендуется выбирать пе­норезину по плотности в зависимости от функционального назначения элементов. Так, рекомендуется применять при изготовлении боковин и спинки кресла пенорезину, изготовленную по способу Талалая с кажущей­ся плотностью 0,03... .0,06 г/куб.см, при изготовлении сидений - 0,08 г/куб.см.

При формировании изделий из пенорезины, получаемой по методу «Данлоп», допускается усадка до 20%, что приводит к значительным от­клонениям заданных размеров изделий. В связи с тем, что величина усадки пенорезины в различных партиях колеблемся в значительном диапазоне, габарит формы невозможно обосновать. Поэтому на практике получают изделия то меньше, то больше требуемых размеров, что приводит к необ­ходимости дополнительных трудовых и материальных затрат при изготов­лении изделий мебели. Отклонение размеров при формовании изделий из пенорезины, полученной по методу Талалая, не превышает 5%.

Недостатком пенорезины, получаемой по методу «Данлоп», является её высокая гигроскопичность и устойчивый неприятный запах. У губчатой резины, изготовленной по методу Талалая, эти недостатки выражены в значительно меньшей степени.

В связи с тем, что по физико-механическим и эксплуатационным свойствам пенорезина, полученная по методу Талалая, превосходит пено­резину, изготовленную по методу «Данлоп», и приближается к пенополиу­ретану на простых полиэфирах, в США и странах Западной Европы свыше 90% объема пенорезины, применяемой в производстве мебели изготавливается по методу Талалая. В отечественной мебельной промышленности из объема потребляемой пенорезины на долю пенорезины, полученной по способу Талалая, приходится примерно 10%.

ЭЛАСТИЧНЫЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНЫ

Пенополиуретаны являются наиболее распространенными и техно­логичными пенопластами. Мировое потребление их в 1985 году составило

4,2 млн.т, в том числе в Западной Европе 2,8 млн.т. пенополиуретаны раз­работаны и начали применяться сравнительно недавно: жесткие - в конце 40-х, эластичные -- в середине 50-х годов; в настоящее время они широко применяются во многих отраслях промышленности, особенно в автомоби­ле- и самолетостроении, в мебельной промышленности и др.

Свойства пенополиуретанов определяются в основном рецептурой и способом получения. Прочностные показатели эластичного ППУ зависят от плотности материала, размера и формы ячеек.

Процесс образования пенополиуретановой системы проходит в ре­зультате протекающих одновременно двух реакций: желатинизации

О О

OCN - R - NCO + НО - R' - ОН [ - О - R' - С - NHR - NYC]

и вспенивания

О О

OCN R - NCO + Н2 [NH - С - NH - R - NH - С] + СО2.

Качество пенополиуретана зависит от протекания этих реакций, ин­тенсивность которых должна быть примерно одинаковой. Если доминиру­ет реакция вспенивания, то образующаяся пена вспенивается до того, как произойдет её желатинизация, и снижается прочность полученного мате­риала. Если желатинизация происходит более интенсивно, образуется плотная пена, склонная к усадке.

Полиэфиры, входящие в состав полиуретановых композиций, обла­дают поверхностно-активными свойствами и значительно различаются по активности в зависимости oт функциональности - молекулярного веса, со­держания гидроксильных групп. Свойства полиэфиров оказывают большее влияние на желатинизацию системы, чем на вспенивание. Например, из­менение содержания гидроксильных групп в полиэфире на 10% значитель­но изменяет скорость желатинизации при образовании эластичных пено­полиуретанов, тогда как скорость вспенивания не меняется.

Функциональность изоцианатов (содержание изомеров, кислотность) влияет как на скорость желатинизации, так и на скорость поднятия пены. Потом при разработке рецептур пенополиуретановых композиций учи­тывается реакционная способность полиэфиров и изоцианатов, и они при­меняются в таких соотношениях, которые обеспечивают равномерность протекания реакций желатинизации и вспенивания.

Для получения эластичных пенополиуретанов применяют простые и сложные полиэфиры, изоцианаты, катализаторы, поверхностно-активные вещества, вспенивающие агенты и другие добавки. В данной работе опи­саны полиуретаны па простых полиэфирах, как наиболее перспективные пастилочные материалы.

В качестве катализаторов при производстве эластичного ППУ на простых полиэфирах холодного формирования применяют в основном со­единения олова (октоат олова), которые обеспечивают протекание реакций в направлении образования полиуретанов, ускорение реакции между изо-цианатами и концевыми гидроксильными группами простых полиэфиров по отношению к реакциям между изоцианатами и водой. При этом катали­заторы более эффективно подавляют конкурирующие реакции при низких температурах, т.е. в начале экзотермического процесса. Для регулирования скорости вспенивания и высоты подъема пены к октоату олова добавляют третичные амины.