ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс заполнения формы и остаточные напряжения при литье термопластичных материалов из "Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта" Литьевая головка с червячным пластикатором во многом подобна обычному одночервячному экструдеру. Математическое описание процесса пластикации, в течение которого червяк пластикатора нагнетает в переднюю полость очередную порцию материала, полностью аналогично описанию процесса экструзии (см. гл. V). Единственное отличие заключается в том, что пластицируемый материал собирается перед концом червяка, вызывая его смещение назад. Поэтому эффективная длина червяка в процессе одного цикла не остается постоянной, а изменяется. Поскольку уменьшение эффективной длины приводит к уменьшению температурной однородности расплава (изменяется величина R), величина этого смещения обычно ограничивается (1 - 2D). [c.414] Относительная длина червяков современных пластикаторов составляет от L/D = 20 I до UD = 24 1. [c.414] Эти данные получены при экспериментах с червяком диаметром 63 мм. Опыты показали, что эти давления и температуры можно рекомендовать и для червяков большего диаме,тра. Температура зон плавления и дозирования должна поддерживаться на 28—56° С ниже указанных телшератур. [c.414] Скорость вращения червяка выбирается в зависимости от типа перерабатываемого материала. Для мащины с диаметром червяка 63 мм рабочий диапазон скоростей вращения может составлять от 20 до 180 обЫин. Нижний предел рекомендуется применять при переработке термочувствительных материалов (например, поливинилхлорид), верхний — для переработки полиэтилена, полиамида 6,6 и сополимера АБС. [c.415] Если расплав перерабатываемого материала обладает свойствами ньютоновской жидкости, то можно воспользоваться математической моделью политропической экструзии ньютоновской жидкости [уравнения (У.217)—(V.220)]. [c.415] АР и ДГ — приращения давления и температуры, достигаемые в зоне дозирования. [c.415] Интересная особенность этого уравнения состоит в том, что оно в явной форме связывает все основные параметры процесса пластикации. [c.415] Последнее уравнение позволяет выбрать все основные параметры рабочего режима. Если задана температура на выходе из червяка, то, определив величину разогрева Н и задавшись противодавлением, можно рассчитать значение N. Напротив, зная скорость вращения червяка, можно подобрать противодавление, которое обеспечит заданную величину разогрева. [c.415] Если нанести на график серию кривых, построенных для различных значений скорости вращения червяка, а затем соединить между собой точки с одинаковой величиной Я (пунктирные кривые на рис. VIII. 14), то получится сетка изотерм. Каждая такая изотерма позволяет определить всю гамму параметров режима Q, Р л и М), обеспечивающих разогрев расплава до заданной температуры. [c.417] Располагая этими двумя номограммами,очень просто выбрать основные параметры режима пластикации (Р и Л/). Для этого вначале по температуре впрыска, выбранной из соображений требований усадки и формуемости, рассчитывается величина приращения температуры АТ (за АТ принимается разность между температурой впрыска и температурой плавления То). Затем по величине объема впрыска и продолжительности стадии пластикации рассчитывается величина объемной производительности пластикатора Q. [c.417] По номограмме рабочих характеристик определяется величина необходимого противодавления. Для этого через точку оси ординат с нужным значением С проводится прямая, параллельная оси абсцисс, до пересечения с соответствующей изотермой. Абсцисса точки пересечения и определяет значение противодавления. Затем рассчитывается значение параметра Pnл Q и по номограмме на рис. VIII.13 определяется величина скорости вращения червяка. [c.417] При выборе параметров рабочего режима следует иметь в виду, что начальная область кривой — от точки нулевого противодавления до точки Рпл шах —это область устойчивых рабочих режимов. Если параметры работы пластикатора выбраны таким образом, что его рабочая точка лежит на этом участке кривой, то всякие случайные отклонения в свойствах материала или параметрах процесса (Р , М) будут автоматически вызывать соответственное изменение параметров режима, направленное на его стабилизацию. [c.417] Допустим, что в результате флуктуации свойств сырья в червяк попала порция материала с несколько повышенной вязкостью. При этом температура расплава несколько повысилась. Следующая порция расплава, для того чтобы разогреться до этой же температуры, должна поступить под более высоким давлением и при меньшей производительности. [c.417] Рассмотрим аналогичный случай перегрева расплава, который в этой области сопровождается уменьшением производительности и падением давления. Поскольку регулятор настроен на более высокое давление, падение давления вызывает подачу масла в цилиндр осевого перемещения и червяк начнет смещаться вперед, вызывая обратное течение расплава и дополнительное уменьшение производительности. Такое смещение будет сопровождаться дальнейшим перегревом расплава и может в результате привести к термическому разложению полимера. Поэтому рабочую точку следует выбирать только в области устойчивых режимов. [c.418] Если расплав обладает свойствами аномально-вязкой жидкости, то характеристики пластикатора следует рассчитывать по формулам (У.140) (У.205). [c.418] Типичные результаты расчета пластикатора литьевой машины ТП-63У для литья полиэтилена высокого давления в виде номограмм Q = f (Рпл)л и = / (1/Л + /% приведены на рис. УИ1.15, а и б. [c.418] Построенная таким образом характеристика пластикатора имеет так же, как и в случае расплава, обладающего свойствами ньютоновской жидкости, вид кривой с максимумом, соответствующим некоторому максимальному противодавлению (см. рис. VIII. 15, й). Каждой точке этой кривой (при фиксированном N) соответствует свое значение приращения температуры. [c.419] Нанеся на график серию кривых, построенных для различных значений скоростей вращения червяка, и соединив между собой точки с одинаковой величиной R (пунктирные кривые на рис. VIII. 15, а), получим сетку изотерм. [c.419] Больщинство проблем, возникающих при литье под давлением, связано с тем, что этот процесс протекает при переменном давлении в нестационарных температурных условиях и сопровождается значительными изменениями плотности полимера в зависимости от температуры и давления. При повышенной температуре плотность полимера значительно ниже, чем при комнатной. Поэтому, если заполнить форму расплавом и охлаждать его при атмосферном давлении, размеры готового изделия вследствие температурной усадки будут существенно отличаться от размеров формы. [c.419] Для компенсации температурной усадки форму заполняют под высоким давлением. Поэтому в начале процесса охлаждения полимер в форме находится в состоянии объемного сжатия. По мере охлаждения величина объемного сжатия уменьшается, оставаясь тем не менее отличной от нуля. При этом существенно снижается величина усадки и улучшается качество литых изделий. [c.419] Вернуться к основной статье