ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологические параметры процессов переработки из "Основы создания технологического процесса получения полимеров" Важно отметить, что изучение физикохимии, физики и механики полимеров, с одной стороны, и исследования технологических свойств полимеров, с другой, представляют все возрастающий взаимный интерес . Дело в том, что измерения технологических свойств дают важную информацию о фундаментальных характеристиках полимеров и в этом смысле приобретают не только практическую, но и теоретическую ценность. [c.195] Пример 1. Яркую иллюстрацию сказанного можно найти в истории развития теоретической и экспериментальной реологии. Длительное время она рассматривалась главным образом как специфическая механика вязко-упругих жидкостей, затем центр тяжести приложения реологических исследований был перенесен в область научных основ переработки полимерных материалов. После этого резко возросла технологическая значимость реологии, и реологические характеристики материалов с непреложной необходимостью стали также относить к технологическим свойствам [84, 87, 89, 100— 102]. Однако Б последнее время выяснилось, что результаты реологических измерений дают важную информацию о структурных особенностях полимеров. Это расширило возможность применения реологических методов для характеристики фундаментальных свойств систем (их молекулярно-массовых параметров, химического строения структуры) и чрезвычайно усилило интерес к ннм [103]. [c.195] Ниже рассматриваются основные тенденции в проявлении связен технологических параметров переработки с фундаментальными технологическими свойствами полимерных материалов. [c.195] К технологическим параметрам процессов переработки относят следующие давление, температуру, скорость и продолжительность процесса [104]. [c.195] Температура. Этот параметр также изменяется в широких пределах, причем даже для конкретного материала и типа оборудования нельзя указать единственную оптимальную температуру переработки. Она меняется не только в разных узлах перерабатывающего оборудования, но и по их зонам (участкам). Кроме того, температура процесса зависит от природы перерабатываемого полимера, его состава, подготовки и т. п. Важное влияние на выбор температурных условий оказывают метод переработки, его стадийность, организация технологической схемы (цепочки основных и вспомогательных операций). Наконец, температура формования может сильно изменяться в зависимости от направления дальнейшего использования получаемого изделия и полуфабриката. Так, изготовление пленок из полиэтилена низкой плотности (высокого давления) методом экструзии с раздувом рукава, как правило, проводят при 140—190°С, причем самую низкую температуру задают в зоне загрузки агрегата (что необходимо для обеспечения нормального захвата материала шнеком), повышают ее на последовательных участках материального цилиндра экструдера и максимальную температуру устанавливают в зоне фильтрации расплава (между цилиндром машины и экструзионной головкой кольцевого сечения) и на формующем инструменте, обладающем достаточно высоким гидродинамическим сопротивлением [96, 97]. Экструзия полиэтиленовой пленки через плоскощелевой формующий инструмент требует снижения вязкости расплава и, следовательно, более высокой температуры в экструзионной головке (около 220—230°С). При высокоскоростной экструзии тонкого расплавленного пленочного полотна для покрытия бумаги, фольги и других подложек (например, при ламинировании) расплав полиэтилена специально нерегре-вают до 290—310°С (и даже до 330 °С) с тем, чтобы, во-первых, резко уменьшить его эффективную вязкость и облегчить формование тонкого полотна и, во-вторых, активизировать термоокислительные процессы, необходимые для достижения высокой адгезии полимера к подложке. [c.196] Приведенными соображениями, конечно, не исчерпываются рекомендации по выбору температурных режимов переработки. Для 1МНОГИХ термопластичных иолимеров интервал от температуры плавления (или перехода в вязкотекучее состояние) до температуры начала интенсивной деструкции достаточно широк п определение температурной зоны экструдируемости во многом зависит от типа оборудования, состава композиции, эффективности использованной термостабилизирующей системы и других факторов [95—97, 107]. Однако существуют определенные требования к точности задания и поддержания температуры переработки. [c.197] Отклонения температуры переработки от заданных технологом значений отрицательно влияют на стабильность процесса и качество получаемых изделий. Это вызвано тем, что многие технологические свойства полимеров очень сильно зависят от температурных условий. Вредное влияние колебаний температуры наиболее резтш проявляется при переработке полимеров с низкой термостабильностью, для которых интервал возможных температур переработки (область от температуры вязко-текучестн до температуры деструкции) очень узок. [c.197] Узость температурной зоны экструдируемости затрудняет, а во многих случаях даже делает невозможным применение обычных технологических приемов при формовании таких полимеров, как поливинилхлорид, гидрохлорид полиизопрена и др. Очевидно, что успешная переработка этих материалов требует использования высокоэффективных термостабилизаторов и поддержания температуры в жестких пределах (отклонения температуры не должны превышать 0,5°С). [c.197] Скоростные характеристики. Эти характеристики условно можно разделить на несколько важнейших групп технологические, механические, механореологические, физико-химические и теплофизические. [c.198] Технологические скоростные параметры характеризуют скорости проведения отдельных стадий или процессов в целом, например скорость сушки, смешения, линейную и объемную скорость экструзии, каландрования, отбора, резки и намотки различных полуфабрикатов (заготовок) и изделий (листов, труб, профилей, шлангов, пленок и т. д.), скорость выхода готовых отливок, отбора волокон, нанесения покрытий, наложения кабельной изоляции, сварки и др. [c.198] Механические скоростные параметры включают скорость перемещения и/или частоту вращения механических узлов (валов двигателей, редукторов и т. п.) и основных рабочих органов (плунжеров-пуансонов, плит, шнеков, валков) перерабатывающих машин, скорость перемещения элементов оснастки и инструмента (частота вращения ножевого и фрезового грануляторов, скорость смыкания и размыкания полуформ, скорость потока газа в распылителях), а также скорость воздействий (например, вибрационных) на полимерный материал. [c.198] К механореологической группе скоростных параметров можно отнести скорости деформации при сдвиговом течении растворов и расплавов, растяжения расплавов в формующем инструменте и после выхода из него (фильерная вытяжка), скорость вытяжки (ориентации) пленочных заготовок, нитей и волокон, заливки или впрыска (инжекции) расплавов в формы и т. д., определяемые прежде всего реологическими свойствами перерабатываемых материалов. [c.198] К физико-химическим скоростным характеристикам можно отнести скорости протекания таких процессов, как набухание и растворение полимеров, их деструкция и окисление, структурирование (отверждение, сшивание, желатинизация), активация поверхности и т. п. [c.198] Наконец, теплофизические скоростные параметры характеризуют скорости нагрева и охлаждения, плавления, кристаллизации полимеров и др. [c.198] Очевидно, что все перечисленные характеристики процессов взаимосвязаны и не могут задаваться и реализовываться раздельно. Так, скорость охлаждения отливки в форме или заготовки при экструзии труб и профилей во многом определяет технологическую скорость (производительность) процессов литья под давлением и экструзии труб в целом частота вращения шнеков обеспечивает определенную скорость экструзии, и, наоборот, скорость протекания, например, теплофизических процессов ограничивает выбор допустимой скорости экструзии, в частности, пленочных и листовых заготовок и т. п. [c.199] Временные параметры. Временные характеристики процессов определяют, по существу, продолжительность воздействия перечисленных выше технологических параметров на перерабатываемый материал. Продолжительность его пребывания при повышенной температуре (от долей секунды до 30 мин) в силовых нолях, вызывающих в полимере значительные напряжения и деформации (в том числе знакопеременные), оказывает больщое влияние на физические и физико-химические процессы, протекающие при переработке, изменяющие структуру и эксплуатационные свойства получаемых изделий. [c.199] Технологические параметры переработки зависят от природы базового полимера, состава используемого композиционного материала, метода переработки, конструктивных особенностей основного и вспомогательного оборудования и оснастки, фундаментальных и технологических свойств материалов, типа и функционального назначения получаемых изделий и ряда других факторов. [c.199] Вернуться к основной статье