Стоматологическая клиника

Полиэтилен

Продукт полимеризации этилена:

n(CH₂ = CH₂) -> — СН₂ — СН₂ — СН₂ — СН₂ -.

этилен полиэтилен

Молекулярный вес около 20000, плотность 0,92 г/см3, σ_В = 65…100 МПа, относительное удлинение d =150…500 %. Пластичность сохраняется до низких температур (минус 70 С). Полиэтилен водо- и химически стоек. Имеет высокие диэлектрические свойства.

По плотности полиэтилен подразделяют на полиэтилен низкой плотности, получаемый при полимеризации при высоком давлении (ПЭВД), содержащий 55…65 % кристаллической фазы, и полиэтилен высокой плотности, получаемый при низком давлении (ПЭНД), имеющей кристалличность до 74…95 %. Чем выше плотность, тем выше прочность и теплостойкость. Длительно можно применять его при температуре 60…100 С.

Недостатком полиэтилена является его подверженность старению. Под старением полимерных материалов понимается самопроизвольное необратимое изменение важнейших технических характеристик, происходящее в результате сложных химических и физических процессов, развивающихся в материале при эксплуатации и хранении.

Причинами старения являются свет, теплота, кислород, озон и другие немеханические факторы. Старение ускоряется при многократных деформациях, повышенной температуре. Как правило, повышается твердость, хрупкость, наблюдается потеря эластичности.

Изготавливают коррозионно-стойкие трубы, тройники, уплотнения, прокладки, шланги, пленки, оболочки контейнеров и емкостей для хранения сильных кислот, электроизоляторы.

Преимущества использования

Композитные материалы, которые используются для создания неметаллических защитных подносков постоянно совершенствуются, а основные из них:

• Углепластик — карбон
• Стекловолокно
• Поликарбонат
• ПВХ

Их вес значительно меньше, чем у металла, что является неоспоримым преимуществом и позволяет снизить вес обуви. В отличие от металла композит не подвержен коррозии и значительно хуже проводит тепло. Находиться долгое время в такой обуви значительно комфортнее. Существует несколько разновидности подносков из композита:

• Армированные кевларовыми нитями для увеличения прочности;
• С перфорацией — прочность изделия снижается незначительно, но существенно возрастает комфортность, так как обувь изнутри остается сухой.

Другие свойства пластмасс

Химическая стойкость. Химическая стойкость пластмасс, как правило, выше, чем у металлов. Химическая стойкость пластмасс в основном определяется свойствами связующего (смолы) и наполнителя. Наиболее химически стойкими в отношении всех агрессивных сред являются фторсодержащие полимеры —фторопласты 4 и 3. К числу кислотостойких пластмасс в отношении концентрированной соляной кислоты могут быть отнесены винипласт и фенопласты с асбестовым наполнителем. Стойкими к действию щелочей являются винипласт и хлорвиниловый пластик.

Электроизоляционные свойства. Почти все пластмассы — хорошие диэлектрики. Этим объясняется их широкое применение в электро- и радиотехнике. Большинство пластмасс плохо переносит т. в. ч. и поэтому они применяются в качестве электроизоляционных материалов для деталей, которые предназначаются для работы при частоте тока 50 Гц. Однако такие ненаполненные высокополимеры, как фторопласт и полистирол, практически не меняют своих диэлектрических качеств в зависимости от частоты тока и могут работать при высоких и сверхвысоких частотах.

Повышение температуры, как правило, ухудшает электроизоляционные характеристики пластмасс. Исключение составляет полистирол, сохраняющий электроизоляционные свойства в интервале температур от —60 до +60° С, и фторопласт 4 — в интервале температур от —60 до +200°. С.

Фрикционные свойства. В зависимости от условий работы пластмассовые детали могут обладать различными по величине фрикционными характеристиками. Так, например, текстолит при малых нагрузках имеет малый коэффициент трения, что и позволяет широко использовать его вместо бронзы, антифрикционных чугунов и т. д. Коэффициент трения тормозных материалов типа КФ-3 высок, что и отвечает назначению этих материалов. Из этих двух примеров следует, что утверждение, высказанное выше, справедливо

Условия эксплуатации

Если рабочий в процессе смены вынужден много раз перемещаться по предприятию, то его обувь должна быть максимально легкой и гибкой. Это поможет избежать быстрой усталости и падения производительности труда. Выдержать высокие и низкие температуры (от -400 до +3000 С) и при этом надежно защитить человека способны сапоги из натуральной кожи с нитриловой подошвой. В менее агрессивных условиях подошва может быть изготовлена из термополиуретана.

Для холодного времени года при работе на открытом воздухе допускается использование рабочих сапог, утепленных натуральным мехом. При наличии повреждений и следов износа изделие необходимо своевременно заменить. Качественные сапоги с подноском способны уберечь человека на производстве от травм и других опасностей. Поэтому пренебрегать этим средством защиты не стоит.

О том, как делают рабочую обувь, смотрите в следующем видео.

Упрощенная схема подбора термопластавтомата:

В определенных случаях необязательно следует разбираться в технологических тонкостей, а достаточно воспользоваться следующими шагами для подбора ТПА, применяемого в коммерческих целях:

Стандарт и размер устанавливаемой пресс-формы, а также перспективы смены пресс-форм на другие, использование нескольких быстросменных элементов. Для данной части требуется также учитывать стандарт совместимости (сейчас существует стандарт JIS и Euromap), геометрические параметры и массу (смена формы возможна вручную или при помощи подъёмного оборудования). Разнообразие изготавливаемых изделий. Учтите количество компонентов, оно может колебаться от 1 до практически бесконечности, особенно это касается многоцветных пластмассовых деталей. Нужно предусмотреть возможность нанесения этикеток и маркировок различного типа. Критерием выбора является возможность использования суперконструкций и силовых закладок. По назначению изделия могут быть различными, в зависимости от будущей сферы использования: медицина, пищевая посуда, термостабильные пластики. Некоторые ТПА способны полноценно работать с силиконами. Базовый полимер. Для подбора по данному критерию придётся разобраться с сортаментом пластических масс. По структуре они различаются на аморфные и полукристаллические типы. А по наличию наполнителя – на первичные марки и стеклонаполненные тяжелые модификации.
Строго обязательно знать объем производственной линии. При планировании постепенного увеличения объёмов производства необходим определённый запас. Для решения определённых задач будет мало одного термопластавтомата. Рассчитывайте дневные, недельные, месячные и годовые объёмы. Здесь важна не только скорость изготовления, но и эксплуатационная выносливость выбранного оборудования

Помимо ТПА, особое внимание нужно обратить на количество мест (гнезд) в пресс-форме – это прямой показатель производительности

Данного списка требований должно быть достаточно для первичного выбора. Приобретенная модель практически никогда не бывает первой или последней в деятельности предприятия. Со временем выполняются корректировки, требующие обновления или замены.

Подноски

Укрепленные подноски защищают пальцы ног от ударов при падении твердых предметов. Наиболее распространенные виды подносков – композитные и металлические. Оба этих вида имеют ударную прочность не менее 200 Дж, но различаются по другим своим характеристикам: весу, занимаемому ими объему, теплопроводности и пр. Особенности каждого из этих вариантов мы разберем ниже.

Обувь с металлическим подноском

Металлические подноски могут быть изготовлены из стали или алюминия. Наиболее распространенный тип подносков – стальные. Они заметно тяжелее композитных или алюминиевых за счет веса самого металла. Однако благодаря небольшой толщине они занимают меньшее место внутри сапога, делая его более вместительным и свободным, поэтому в нем остается пространство для дополнительных слоев утепления

Это особенно важно с учетом того, что сталь отличается высокой теплопроводностью – а значит, замерзнуть или даже обморозить ноги в плохо утепленной обуви с металлическими деталями будет довольно легко

Алюминиевые подноски, напротив, весят не так много, гораздо меньше намагничиваются и практически не подвержены коррозии. Однако они стоят ощутимо дороже стальных, поэтому в производстве обуви они применяются значительно реже.

Обувь с композитным подноском

Композитные подноски изготавливаются из углепластика, ПВХ или поликарбоната, которые имеют очень небольшой коэффициент теплопроводности, поэтому могут использоваться даже при экстремально низких температурах без риска обморожения. К тому же такие подноски весят значительно меньше металлических, что делает обувь с ними более легкой и комфортной.

Такие материалы не подвержены коррозии, не проводят электричество и не намагничиваются, а также, в отличие от металла, могут быть снабжены перфорацией для дополнительного вентилирования стопы. Однако композитные подноски отличаются заметно большей толщиной, которая нужна, чтобы материал соответствовал заявленным параметрам ударной прочности, поэтому обувь с такими элементами будет более объемной и громоздкой.

Комбинированные подноски

Существуют также специальные подноски из композитных материалов, армированных кевларовыми нитями. Такой вариант соединяет в себе плюсы двух предыдущих: он очень прочный благодаря кевлару, при этом мало весит, не намагничивается и занимает в ботинке гораздо меньше места, чем композитный аналог без кевларового армирования. Однако и стоить он будет значительно больше прочих вариантов.

Утепленная спецобувь может понадобиться работникам складов или логистических фирм, охранникам, сотрудникам добывающих предприятий и представителям других профессий, чья работа связана с нахождением на открытом воздухе при минусовых температурах.

Больше моделей зимней спецобуви смотрите на сайте «СОЮЗСПЕЦОДЕЖДА».

Экономическая составляющая и подбор материала

При покупке термопластавтомата необходимо учитывать рентабельность выпускаемой продукции. В требуемый набор материалов входят гранулированные полимеры, наполнители, красители, растворители и т.д. Необходимо определиться с опорой на огромное количество факторов, начиная от прочностных характеристик, заканчивая пригодностью готового изделия к определенным условиям эксплуатации. Учтите, что большинство моделей имеют широкий функционал, модифицируемые при помощи большого количества дополнительного оборудования.

При поиске оптимального варианта рекомендуется плотное взаимодействие с консультантами продающей компании, а по возможности и с производителем. Строго обязательно производить маркетинговые исследования и составлять  бизнес-план будущего проекта производственной линии. Данные требования не касаются закупок для внутреннего потребления готовой продукции выпускающим предприятием.

При покупке для нужд определенного типа ТПА под нужды собственной компании требуется оценить целесообразность данной покупки. Возможно, что заказ в сторонней фирме обойдётся значительно дешевле приобретения дорогостоящего оборудования.

Требования и назначение

Специальная обувь должна полностью соответствовать непростым условиям работы. Она широко используется в медицине, легкой, пищевой промышленности, в металлургических, машиностроительных и химических отраслях. Сапоги с защитным подноском могут быть как длинными, так и короткими, выполненными из резины, кожи или пены.

Обувь для производств может защитить от воздействия агрессивных сред (кислоты, щелочи, бензин и масло), электрического тока, биологического загрязнения и даже радиоактивного излучения.

Эти стандарты гарантируют, что обувь будет обладать следующими характеристиками:

• износостойкость;
• соответствие высоким гигиеническим требованиям;
• безопасность для человека;
• обеспечивать надежную защиту от указанного воздействия.

Полимеры и их характеристики

При нагреве различные вещества ведут себя не одинаково. В некоторых зафиксирована термореактивная реакция. Первоначальная линейная структура под влиянием высокой температуры видоизменяет структуру на пространственную, становясь твердым веществом, сохраняя высокую твердость в дальнейшем. Получившееся соединение нельзя расплавить и растворить. Повторному нагреву получившиеся соединения не подлежат. Их примером служат различные смолы, эпоксидные, фенолоформальдегидные и пр.

В отличие от термореактивных соединений термопластичные можно нагревать много раз. Каждый раз после плавления при охлаждении они вновь затвердевают. Причиной тому служит их первоначальная структура. Линейное соединение не отягощено крепкими химическими связями. Нагревом рушатся имеющиеся слабые связи и при охлаждении они восстанавливаются в прежнем или измененном виде.

Вещество, обладающее термопластичной характеристикой (например, полиэтилен, полиамид, полистирол и пр.) при нагреве становится аморфным, если повышать температуру – даже жидким. Это свойство зачастую используется для литья под давлением, прессования, экструзии, выдувания, чтобы срастить несколько деталей сваркой.

Термопластичные полимеры

В практике свойство становиться жидкими или мягкими не время применяется весьма эффективно. Но для того, чтоб процесс прошел без затруднений, необходимо разобраться температурой термического разложения вещества. У различных полимеров она отличается, это напрямую зависит от строения молекулы вещества.

Для эффективности процесса размягчения используются технологии, снижающие низкий предел вязкости вещества или повышающие температуру восстановления, проводя процесс в помещениях с инертным газом.

Термопласт способен раздуваться и измельчаться в растворяющем веществе. Причина та же – линейная структура его молекулы и ее крупный размер. При испарении растворителя молекулярное строение термопласта принимает первоначальный вид. Это свойство применяется в создании клея, вяжущего компонента мастики, красящих веществ на полимерной основе.

Отрицательные особенности полимеров, имеющих термопластичную характеристику:

• низкая теплостойкость;
• повышенная хрупкость при отрицательных температурах;
• повышенная текучесть, при высоких температурах;
• утрата свойств при попадании ультрафиолетовых лучей;
• окисление на воздухе;
• пониженная твердость поверхности.

Примеры применения свойств термопласта

Наиболее популярными термопластами на стройках и в бытовом применении стали: полиэтилены, полипропилены и полистиролы.

Создание полиэтилена возможно при полимеризации этилена. Поддерживая давление на высоком уровне обрабатывается очень высокой температурой нефтяной газ или добытый нефтепродукт подвергается гидролизу

Для процесса важно соблюдать оптимальный градус по Цельсию, добавлять способствующее процессу вещество и вводить кислород

Отрицательные характеристики полиэтилена:

1. Низкие теплостойкость и твердость.
2. Высокие горючесть.
3. Старение под ультрафиолетом.

Продукты, используемые в быту – трубы, пленки, электро-, звуко-, теплоизоляция и пр., иные полимеры и пластмассы.

Полипропилен получается полимеризацией газа с использованием растворителя. Тверже и прочнее полиэтилена, но становится хрупким уже при – 20. Используется в виде битума, резины. А полистирол получается из стирола и используется для теплоизоляционного слоя, для создания облицовочной плитки и мелкой фурнитуры. В вариациях с растворителями же можно получать клеи.

Подошва

• Материал. Подошва спецобуви должна быть изготовлена из упругого амортизирующего материала, который будет хорошо распределять вес и компенсировать нагрузку на колени и связки. Это может быть однослойный или двухслойный полиуретан, непористая резина, ПВХ, нитрил, термоэластопласт и их комбинации.
• Крепление. Подошва может крепиться к основе литьевым, клеевым, гвоздевым или комбинированным способом. Литьевое крепление обычно защищает от промокания и продувания лучше других креплений, потому что в этом случае подошва образует единое целое с верхом ботинка.

К тому же такое крепление повышает прочность и износостойкость обуви. Однако с некоторыми видами материалов верха – например, с мембранной тканью – чаще используется клеевой или комбинированный способ крепления.

Антискольжение. Подошва должна быть водонепроницаемой, а также не должна скользить ни в помещении, ни на улице, обеспечивая хорошее сцепление с любым типом поверхности. За это отвечает как материал подошвы, так и протектор: более рельефный и объемный протектор обеспечит лучшее сцепление.

Если ботинки все-таки проскальзывают на льду, можно дополнить их специальными накладками из морозостойкой резины с металлическими шипами, которые цепляются за снег и лед, не давая ногам скользить. Такие накладки универсальны и могут надеваться на любую обувь.

Методы обработки

• Литьё/литьё под давлением
• Экструзия
• Прессование
• Виброформование
• Вспенивание
• Отливка
• Сварка
• Вакуумная формовка и пр.
• Механическая обработка

Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией, вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов. Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла. Охлаждать изделие и инструмент следует струёй воздуха.

Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.

Пластмасса может быть обработана на токарном станке, может фрезероваться. Для распиливания могут применяться ленточные пилы, дисковые пилы и карборундовые круги.

Сварка

Соединение пластмасс между собой может осуществляться механически (с помощью фигурных профилей, болтов, заклепок и т.д.), химически (склеиванием, растворением с последующим высыханием), термически (сваркой). Из перечисленных способов соединения только при помощи сварки можно получить соединение без инородных материалов, а также соединение, которое по свойствам и составу будет максимально приближено к основному материалу. Поэтому сварка пластмасс нашла применение при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности, прочности и другим свойствам.

Процесс сварки пластмасс состоит в образовании соединения за счёт контакта нагретых соединяемых поверхностей. Он может происходить при определённых условиях:

1. Повышенная температура. Её величина должна достигать температуры вязкотекучего состояния.
2. Плотный контакт свариваемых поверхностей.
3. Оптимальное время сварки — время выдержки.

Также следует отметить, что температурный коэффициент линейного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в процессе сварки и охлаждения возникают остаточные напряжения и деформации, которые снижают прочность сварных соединений пластмасс.

На прочность сварных соединений пластмасс большое влияние оказывают химический состав, ориентация макромолекул, температура окружающей среды и другие факторы.

Применяются различные виды сварки пластмасс:

1. Сварка газовым теплоносителем с присадкой и без присадки
2. Сварка экструдируемой присадкой
3. Контактно-тепловая сварка оплавлением
4. Контактно-тепловая сварка проплавлением
5. Сварка в электрическом поле высокой частоты
6. Сварка термопластов ультразвуком
7. Сварка пластмасс трением
8. Сварка пластмасс излучением
9. Химическая сварка пластмасс

Как и при сварке металлов, при сварке пластмасс следует стремиться к тому, чтобы материал сварного шва и околошовной зоны по механическим и физическим свойствам мало отличался от основного материала. Сварка термопластов плавлением, как и другие методы их переработки, основана на переводе полимера сначала в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее состояние и возможна лишь в том случае, если свариваемые поверхности материалов (или деталей) могут быть переведены в состояние вязкого расплава. При этом переход полимера в вязкотекучее состояние не должен сопровождаться разложением материала термодеструкцией.

При сварке многих пластмасс выделяются вредные пары и газы. Для каждого газа имеется строго определённая предельно доступная его концентрация в воздухе (ПДК). Например, для диоксида углерода ПДК равна 20, для ацетона — 200, а для этилового спирта — 1000 мг/м³.

Преимущества обуви с использованием композитного подноска

Малый вес композитного материала подноска по сравнению с металлическим в процессе эксплуатации обуви делает ее более удобной, комфортной и легкой.

Широкий диапазон температурных условий достигается за счет низкой теплопроводности углепластика. Спецобувь с композитным подноском хорошо зарекомендовала себя даже в самых экстремальных условиях.

Больше защитных свойств и гарантии надежности:

Под воздействием сильных ударных нагрузок превышающих 200 Дж композитный материал подноска распадается на небольшие фрагменты, что позволяет значительно обезопасить ноги от вероятности получения серьезных травм и увечий. Эта особенность выгодно отличает обувные композиты от металла.

Композитные материалы не намагничиваются, что позволяет увеличить диапазон их обувного применения, а особенно в моделях специальной обуви предназначенных для работ, связанных с риском поражения электрическим током.

Композитные подноски

Композитный подносок, армированный кевларовыми нитями

Материал этих подносков сложен по своему составу. Многие называют его углепластиком, произведенном из углерода, внешне похожим на пластмассу. Такой материал позволяет снизить вес подноска, что, несомненно, является преимуществом перед ощутимой тяжестью металлоподносков. Ноги будут менее нагружены лишним весом, поэтому долгий рабочий день в такой обуви пройдет максимально комфортно. Более того, композитный материал, в отличии от подносков из стали, не подвержен коррозии.

Армированная внутренняя структура (иногда снабженная кевларовыми нитями) композитных подносков может быть оснащена перфорацией для прохождения воздушных потоков и удалению влаги изнутри ботинка — ноги останутся сухими в течение всего периода использования. Еще одним немаловажным качеством подобной структуры является способность разрушаться на небольшие части при очень высоких нагрузках, тем самым спасая от тяжелых ран и увечий, что выгодно отличает композитные подноски от металлических.

Композитный подносок, армированный кевларовыми нитями

При изготовлении подносков из композитных материалов, производители придерживаются европейского стандарта защиты EN-345. Критерий максимальной ударной нагрузки (200 Дж) одинаков для всех подносков, поэтому защитный слой из композитных материалов больше по толщине, чем защита из металла. Таким образом, композитные подноски занимают много полезного места внутри колодки ботинка, что ограничивает производителей спецобуви в использовании материалов, положительно влияющих на комфортное ношение рабочих ботинок. Однако, если подносок армирован кевларовыми нитями, то его объем становится значительно меньшим.

Композитный подносок с перфорацией

Спецобувь, оснащенная композитным подноском способна служить в любых, даже самых агрессивных температурных условиях: низкая теплопроводность материала обеспечит безопасность применения. Подносок не намагничивается; вы можете использовать спецобувь в различных сферах промышленного производства, не беспокоясь о безопасности сотрудников и непрерывности рабочего цикла.

Композитный подносок с перфорацией

• Прозрачный композитный подносок
• Подносок из термопластичного материала .
  Защитный элемент в рабочей обуви, предохраняющий ногу от удара силой в 5 Дж. Подноски из термопластичных материалов отличаются водостойкостью и хорошо сохраняют упругие свойства при носке обуви во влажных условиях.

Виды и характеристики

Защитная обувь изготавливается из разнообразных материалов.

Кожа. Это основной материал для изготовления рабочей обуви. Однако такие сапоги редко полностью выполняется из кожи, только их верхняя часть. Нижняя же часть обычно изготавливается из резины или полимеров (ПВХ, ЭВА). Голенище также может быть из искусственных материалов, например, как у кирзовых сапог. Изделия из кожи устойчивы к влаге, однако, не подходят для работ с кислотными средами и нефтепродуктами. Подошва такой спецобуви изготавливается из резины, пены (РР) и нитрила.

Защитный подносок у обуви позволяет надежно защитить ноги от падения тяжелых предметов или удара от них. Подноски изготавливаются из следующих материалов:

• металл;
• композиты.

Металлические подноски могут выполняться из стали или алюминия. Первые – самые тяжелые, однако, оставляют больше свободного места внутри сапога, а значит, такая обувь будет более комфортна в носке.

Есть риск получить ожог или обморожение. К тому же такой металл, как сталь и алюминий, может накапливать статическое электричество, а также пропускать ток. Сапоги с металлическим подноском категорически нельзя использовать при работе с высоким напряжением.

Композитные материалы сложны по своему составу, хотя внешне и похожи на обычный пластик. Вес сапога с таким подноском невелик, а значит, рабочему будет легче проводить в такой обуви всю смену, ноги будут меньше уставать. Такая обувь может использоваться в любых агрессивных условиях. Материал не накапливает статическое электричество, может использоваться для обуви электриков. Однако сапоги с подноском из композитного материала стоят недешево, поэтому их используют не на каждом производстве, а только там, где нельзя использовать вариант с металлической вставкой.

Отечественные, европейские или азиатские ТПА?

Говорить о сугубо российских автоматах не приходится, многое делается за границей или на совместных производствах. Всё зависит от поставленной цели и производственных задач: если требуется крайне высокая производительность и высокие требования к изделиям, то в данном случае подойдут европейские, японские или тайваньские модели. Если изделие простое и не требуются очень высокие производственные объемы – здесь подойдут китайские ТПА.

Выпущенные на территории России ТПА мало отличаются от зарубежных аналогов. А с учетом логистики в Россию основных узлов (которые, к слову, все зарубежные), стоимость того же китайского ТПА при поставке будет дешевле.

Идеальным выбором будет совместное предприятие с участием отечественной стороны, в таком случае ТПА будет подходить под российские стандарты, иметь низкую стоимость и  высокий уровень сервиса. Один из таких примеров: термопластавтоматы CMT от ООО «КМ».