Способ изготовления толстостенныхизделий Советский патент 1976 года по МПК H01B19/00 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОЛСТОСТЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относится к переработке полимеров и может использоваться при изготовлении толстостенных изделий (например, высоковольтных изоляторов) диаметром до 160 и высотой до 200 мм с одинаковыми по толщине свойствами.

Создание высоковольтных наносекундных генераторов, ускорителей и других устройств импульсной технологии вызывает необходимость изготовления толстостенных изоляторов, обеспечивающих их надежную работу при высоких напряженностях электрического поля. Чаще всего оба конца таких ци линдрических изоляторов имеют вид усеченных конусов и через них в осевом направлении проходит металлическая втулка. Диаметр втулки обычно в 2,5-3,5 раза меньше диаметра цили1адрической части изолятора.

Известен способ изготовления толстостен ных изделий прессованием в специальных блок-прессах, для чего гранулированный полиэтилен вальцуют при 115-120°С и в нагретом состоянии в виде гранул или полотна, свернутого в рулон, загружают в форму,

нагретую до 80-90°С. Для удаления воздуха материал подвергают сжатию давлением превышаюшик предел текучести при данной температуре, в течение 5-10 мин. Затем полимер нагревают до температуры примерь, но на 10° С выше температуры плавления применяемого материала. Охлаждение ведут под давлением, которое в любой момент превышает предел текучести полимера. Охлаждение ступенчатое до , а далееформу охлаждают холодной водой (см. В.С.Шифрина Н.Н.Самосатский. Полиэтилен. Переработка и применение , Государственное научно-исследовательское издательство химической литературы. Ленингра,а, 1961 стр. 193). Недостатками известного способа являются недостаточная деаэрация расплава, неполное исключение его окисления. Кроме того, большая скорость охлаждения вызывает образование в объеме изделия более крупных усадочных раковин, а использование повышенных давлений (превышающих предел текучести полимера и позволяющих задавить обра-, зующиеся усадочные раковины) нарушает однородность материала и приводит к возникновению дополнительных внутренних механических напряжений. Известный способ изго товления не предусматривает снятия внутре них механических напряжений в полимере, Оелью изобретение является получение толстостенных изделий без усадочных раковин, газовых включений и повышение надеж ности в работе изоляторов. Поставленная цель достигается тем, что расплавление полиэтилена осуществляют в вакууме, охлаждение - до температуры 7080°С со скоростью 0, под давлением 50-1ООКГС/СМ , после чего готовое иаде;ше отжигают в течение 3-2О час в жидкости, например в воде. Кроме того, формование изделия осуществляют под давлением. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Гранулированный полиэтилен расплавляют в вакууме (менее 10 мм рт.ст.) с целью исключения окисления и образования газовых включений в объеме изделия (при TONrnepaType, превышающей температуру плавления не более, чем на ЗО С). При этой температуре в расплаве сохраняется большое число центров кристаллизации, характерное дл я полиэтилена в гранулах, что обеспечивает м 1косферолнтность структуры Затем расплав охлаждаю;г до под дав лением .50-100 кгс/см со скорост зю О,5 2°С/мин. Дальнейшее уменьшение скорости Охлаждения приводит к увеличению размеров надмолекулярных образований. Ускорение процесса охлаждения в указанном диапазоне давлений нецелесообразно, так как в изделии образуются усадочные раковины и трешшвы. Повышение давления способствует увеличению внутренних механических напряжений. Отжиг готового изделия проводят в воде при 9О-1ОО°С в течение 3-20 час с последующим охлаждением со скоростью 0,1-0,2°С/мин. При этом снимаются внутренние механические напряжения в изделии; образовавшиеся в результате деформации затвердевающего полиэтилена, вызванной давлением. Длительность о-ежига определяется весом и конфигурацией изделия. формула изобретения 1, Способ изготовления толстостенных изделий, например изоляторов, из гранулированного полиэтилена путем расплавления его в форме при температуре выще температуры плавления на 30-50°С, формования изделия и охлаждения его, о т л и ч а к щ и и с я тем, что, с целью получения изделия без усадочных раковин и газовых включений и повышения надежности в работе изоляторов, расплавление полиэтилена осуществляют в вакууме, охлаждение - до температуры 70-8О С со скоростью О,52°С/мин под давлением 50-10Окгс/см, после чего готовое изделие отжигают b течение 3-20 час в жидкости, например Ь воде, 2. Способ поп, 1, отличающийс я тем, что формование осуществляют под давлением.