CS258923B1 - Způsob výroby válcovitých odlitků z poly-6-kaprolaktamu - Google Patents

Abstract

Způsob vyroby válcovitých odlitků z poly-6-kaprolaktamu připraveného aniontovou polymerací reakční směsi tvořené 6-kaprolaktamem, bázickým iniciátorem a aktivátorem při teplotách pod bodem táni poly-6- -kaprolaktamu spočívá v tom, že se reakční směs odleje do forem o příčném průřezu víceúhelníku, načež se podrobí polymerací. Odlitky se po1 ochlazení vyjmou k dalšímu opracování na konečný požadovaný válcovitý tvar.

Description

Vynález se týká způsobu výroby válcovitých odlitků z polyamidu-6- prostých vnitřního pnutí a dutin. Při odlévání polyamidových tavenin do forem při teplotách nad bodem jejich tání a jejich následným postupným ochlazováním lze vyrobit kvalitní odlitky s relativně malou výtěžností, nebot část polyamidové hmoty se znehodnotí tvorbou dutin různých rozměrů a tvarů, 'tzv. lunkrů. Tento podíl představuje prakticky nevyužitelný odpad.

Značného pokroku bylo dosaženo při výrobě odlitků polyamidu-6- aplikací rychlé aktivované aniontové polymerace 6-kaprolaktamu ve formách konečného tvaru. Je-li polymerační proces realizován za podmínek blízkých adiabatickým a maximální teplota při této reakci nepřevýší bod tání polyamidu, je získáván odlitek, v němž i přechodně vznikající pnutí se kompenzují. Produkty jsou při pozvolném ochlazování prakticky prosté vnitřního pnutí a vykazují vynikající mechanické vlastnosti. Ukázalo se, že zvláště kvalitní a homogenní jsou zejména odlitky asymetrického tvaru např. desky, ozubená kola, ložiska apod.

Značným problémem i při využiti popsané progresivní technologie zůstává výroba dlouhých odlitků válcovitého tvaru s kruhovým průřezem. V nitru těchto odlitků se v závislosti na průměru a délce objevují dutiny. V praxi je tento problém běžně řešen tím, že požadovaného válcového tvaru je dosaženo mechanickým opracováním hranolů, které jsou získávány po rozřezání deskového odlitku. I v případech zajištění maximálních úsporných opatření dosahuje odpad ve formě pilin nebo soustružin množství 20 až 80 %. Jisté zefektivněni výroby odlitků válcového tvaru representuje technologie tzv. tlakového lití, při které se působí od jisté fáze tlakem na polymerující směs ve formě válcového průřezu (např. pístem) a to až do zkrystalování odlitku. Touto technologií se daří do určité míry potlačit vznik dutin. Jedná se však o postup náročný z hlediska strojního provedení v porovnání s beztlakovým polymeračním odléváním.

Podařilo se prokázat, že vznik dutin a defektů majících nežádoucí dopad na kvalitu válcovitých odlitků je způsoben rovnoměrným chladnutím hmoty od stěn zcela symetrických forem s kruhovým průřezem. Dochází k vytvoření trubkovitých tvarů na stěnách formy. Při polymeraci reakční směsi a tuhnutí dochází až k 10% koncentraci materiálu. Vzhledem k vysoké viskozitě dochází k tvorbě dutin uvnitř materiálu.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby válcovitých odlitků z poly-6-kaprolaktamu připraveného aniontovou polymeraci reakční směsi tvořené 6-kaprolaktamem, bazickým iniciátorem a aktivátorem při teplotách pod bodem tání poly-6-kaprolaktamu podle,vynálezu, který spočívá v tom, že se reakční směs odleje do forem o příčném průřezu víceúhelníku, načež se podrobí polymeraci. Reakční směs je výhodné odlévat do forem o příčném průřezu šesti nebo osmiúhelníku, popřípadě do deskových forem s vícenásobným opakováním průřezů vzájemně propojených tenkým spojem.

Zavedením určitého stupně asymetričnosti do formy se dosáhne různé rychlosti tuhnutí materiálu různé rychlosti tuhnutí materiálu vzhledem ke středu formy. Tímto způsobem odlévání do asymetrických forem se dosáhne minimalizace výskytu dutin a tím i primárního odpadu při výrobě válcovitých profilů. Ve srovnáni s postupem vycházejícím z výroby válcových profilů z desek klesá odpad z mechanického opracování hranolů. Výrazně nižši jsou investiční náklady při srovnání s technologií tzv. tlakového lití. Bylo prokázáno, že při popsané technologii lze využít iniciační schopnosti všech běžných bázických iniciátorů a bez omezení i aktivátorů.

S výhodou je možné využít pro přípravu reakční násady jako iniciátoru bis(2-methoxyethoxo)dihydrohlinitanu sodného, bis(2-methoxyethoxo)dikaprolaktamátohlinitanu sodného, tetralaktamátohlinitanu sodného, které lze dávkovat ve formě jejich koncentrovaných roztoků.

Ve všech případech se podle chráněného postupu získájí odlitky prosté dutin a jiných defektů běžných u válcovitých odlitků získaných postupem využívajícím forem se symetrickým kruhovým průřezem. Postup je proto pro výrobu válcovitých odlitků velmi přitažlivý a ekonomicky výhodný, nehledě na skutečnost, že vícehranný průřez je pro řadu následně získávaných obrobků i vhodnější.

Příklad 1

Do polymeračních železných forem o příčném průřezu pravidelného šestiúhelníku o průměru 3, 4, 6, 8 a 10 cm a délce 18 m, resp. 1,5 m umístěných v horkovzdušném termostatu byla nalita při teplotě forem 170 °C reakční směs obsahující 0,35 mol % bis(2-methoxyethoxo)dikaprolaktamátohlinitanu sodného a 0,4 mol % N-acetyl-6-kaprolaktamu když obě komponenty byly smíseny s 6-kaprolaktamem bezprostředně před nalitím.

Teplota směsi po nalití dosáhla 143 °C a v průběhu dalších 20 až 25 min. dosáhla maxim, teploty u největšího průřezu 205 °C a nejmenšícho 198 °C. Získané odlitky byly umístěny do termostatované komory o teplotě 142 °C a pak ponechány pozvolnému chladnutí.

Pomocí rentgenové defektoskopie nebyly objeveny dutiny ani v jediném odlitku. Naopak u válcových odlitků připravených paralelně ve formách stejné délky, průměru, ale přesně kruhového průřezu byly z 92 % nalezeny defekty v podobě různých dutin velikostí od mm do 25 mm v blízkosti osy válce převážně v jeho střední a horní části.

Přiklad 2

Polymerační směs obsahující 0,30 mol % tetralaktamátohlinitanu sodného a 0,35 mol %

2,4-toluendiisokyanátu byla odlita do deskové formy, jejíž stěny byly tvořeny v prvém případě vlnovcem viz obr. A a ve druhém násobných šestihranů, viz obr. B. Polymerace ve formách uvedeného příčného průřezu a délce 1,2 m předehřátých na teplotu 175 °C proběhla velice rychle a po 18 minutách došlo již k úplnému ztuhnutí polyamidu ve formě, nejvyšší teplota při polymeraci byla 201 °C. Odlitek byl prostý pnutí a nebyly zjištěny nežádoucí dutiny a defekty.

Claims (1)

1. Způsob výroby válcovitých odlitků z poly-6-kaprolaktamu připraveného aniontovou polymerací reakční směsi tvořené 6-kaprolaktamem, bazickým iniciátorem a aktivátorem při teplotách pod bodem tání poly-6-kaprolaktamu, vyznačující se tím, že se připravená reakční směs odleje do forem o příčném průřezu víoeúhelníku, načež se podrobí polymeraci.