Синтез и переработка полимеров: полимеризация, формование, экструзия и 3D-печать

Эта лекция представляет собой широкое введение в синтез и переработку полимеров, включая аддитивную полимеризацию, конденсационную полимеризацию, компрессионное формование, литье под давлением, экструзию и 3D-печать полимеров. Мы начинаем с аддитивной полимеризации, также называемой цепной полимеризацией. Рассматриваются стадии инициирования, распространения и обрыва цепи, а также идея о том, что относительные скорости этих реакций влияют на молекулярную массу получаемого полимера. Затем лекция знакомит с конденсационной полимеризацией, или ступенчатой полимеризацией. В качестве примера используется нейлон 6,6, чтобы показать, как различные молекулярные реагенты объединяются, образуя полимер и одновременно производя побочный продукт в виде маломолекулярного соединения, такого как вода. Реакции конденсации также связаны с образованием сетчатых полимеров, таких как эпоксидные смолы. Затем обсуждаются несколько основных методов переработки полимеров. Компрессионное формование предполагает помещение полимерного материала в полость формы, где воздействие тепла и давления формирует окончательную форму. Литье под давлением использует полимерные гранулы, которые нагреваются и под давлением вдавливаются в полость пресс-формы, где материал охлаждается и затвердевает. Экструзия использует вращающийся шнек для нагрева и транспортировки термопластичного материала через матрицу, создавая непрерывную форму с поперечным сечением матрицы. Лекция завершается введением в полимерную 3D-печать. В методе послойного наплавления (FDM) используется нагретое сопло для послойного нанесения термопластичной нити. Стереолитография (SLA) и цифровая обработка света (DLP) вместо этого используют ультрафиолетовое излучение для отверждения жидкой фотополимерной смолы в твердую деталь. Рассматриваемые темы: Синтез полимеров Аддитивная полимеризация Цепная полимеризация Инициирование, распространение и обрыв цепи Контроль молекулярной массы Конденсационная полимеризация Ступенчатая полимеризация Синтез нейлона 6,6 Компрессионное формование Литье под давлением Экструзия полимеров Термопласты и термореактивные полимеры Обработка полимеров Послойное наплавление (FDM) Стереолитография (SLA) Цифровая обработка света (DLP) 3D-печать полимеров Фотополимерные смолы Аддитивное производство полимеров Эта лекция представляет собой инженерный обзор того, как синтезируются полимеры и как они формируются в полезные компоненты с использованием традиционных методов производства и аддитивных технологий.