ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экструзия полиэтилена и полипропилена из "полиэтилен и полипропилен" Примерно 60—75% всех изделий из полиэтилена и полипропилена получаются экотрузноиным методом, что объясняется большей легкостью переработки на экструзионных машинах указанных продуктов по сравнению с другими термопластами. Полимеры обладают хорошей текучестью, разлагаются и окисляются только при сильном перегреве. Для получения заданной гомогенности полимеров при плавлении их в акструзионной машине необходимо, чтобы, проходя через цилиндр машины, они равномерно подогревались. Обычно обогрев осуществляется двумя способами за счет внешнего источника тепла с последующей передачей его от подогретых стенок цилиндра к полиэтилену или механической работой за счет тепла, развиваемого при трении и разрезании полиэтилена. [c.137] В качестве внешнего источника тепла обычно применяют электрообогрев, но могут быть использованы и другие теплоносители, например, жидкость, кипящая при определенной заданной температуре. Для обеспечения стабилизации обогрева отдельные секции экструдера заключаются в рубашки, куда подается жидкость (смесь воды с этилеигликолем). Температура кипения этой Ж1щ-кости колеблется в пределах 100—195° в зависимости от концентрации. Для поддержания заданной температуры в каждую секцию рубашки экструдера подается жидкость определенной концентрации. Охлаждают экструдеры принудительной циркуляцией воздуха. Сейчас распространение получила также система водяного охлаждения в рубашках. Контроль и регулирование температуры должны производиться автоматически по зонам обогрева и охлаждения термоэлементы должны находиться в центре зон под обогревательными элементами. [c.137] и вязкостью термопласта. Тепло, передаваемое от стенок цилиндра, распределяется по толщине полимера и не обеспечивает равномерного нагрева массы по толщине ее. Механическая же работа развивает тепло внутри материала и, следовательно, может создать более равно.мерное его распределение. Мащины, использующие для обогрева в основном. механический источник тепла, называются экструзионными машинами, работающими по адиабатическому режиму. Такие машины имеют высокий коэффициент уплотнения червяка и работают на больши.х скоростях (до 5000 об/.мин. При этом процесс экструзии принципиально не отличается от процесса, проходящего на небольших скоростях. Как в том, так и в другом случае на некоторой части длины червяка полимер находится в виде гранул, а на большей части он ведет себя как неньютоновская жидкость. [c.138] Первая величина представляет собой эмпирическую величину энергии, затрачиваемой на транспортировку и расплавление полимера, а вторая — энергии, затрачиваем ой на тра нспо ртиро1Вку н создание давления в расплавленной жидкости. Из всего количества энергии экструзионных машин при адиабатическом режиме 80% затрачивается а расплавление полимера, и нагреваиие его до температуры экструзии. [c.138] Основными достоинствами высокоскоростных экструдеров являются небольшие размеры цилиндра и сокращенное время нагревания полимера. Очень важно, что полимер не прилипает к червяку и экструдер поэтому легко чистить. [c.138] Экструдеры с адиабатическим режимом работы выпускаются одно- и двухшнековые. При этом больше выпускается одношнеко-вых экструдеров. В начале развития экструзионного метода переработки полимеров в ФРГ отдавали предпочтение двухшнековым экструдера.м, в особенности для поливинилхлорида с низким насыпным весом, например непластифицированного полихлорвинилхло-рида. Экспериментальное сравнение одно- и двухшнековых экструдеров показало, что наиболее удобны в эксплуатации одношнековые машины, тогда как эксплуатация двухшнековых. машин осложняется необходимостью ухода за зацеплениями, опорами и т. д. Большие скорости обеспечивают высокое качество смешения и сжатия термопласта и в одношнековой машине. [c.138] Все же следует отметить, что строительство и применение двухшнековых экструдеров не прекращается, так как конструкции экструдеров этого типа все время совершенствуются. [c.138] Необходимо отметить три типа экструзионных машин с адиабатическим режимом работы. [c.138] Машины второго типа работают на сравнительно небольших скоростях и имеют гидравлическую регулировочную си ( му. У машин этого типа необходимое количество тепла получается при срезывающих усилиях трения в зазоре между двумя коничес-ки-ми поверхностями и у вершин зубьев. [c.139] Машины третьего типа— вертикальные здесь необходимое тепло получается только в двух конических поверхностях. [c.139] Отношение длины червяка к диаметру в этом случае не имеет такого существенного значения, как при малых оборотах червяка. Необходимо отметить, что экструзионная машина, использующая в основном тепло, подводимое извне, может иметь более леа кую конструкцию, она удобнее в работе, управлении и обслуживании и более экономична. К перечисленным недостаткам высокоскоростных машин, работающих по адиабатическому режиму, надо добавить и то, что количество необходимого тепла для экструзии термопласта приблизительно прямо пропорционально производительности машины, а количество тепла, получаемого за счет ме.хани-ческой работы, имеет более сложную зависимость от производительности и изменяется по кривой. Таким образом, эти мац[ины могут применяться лишь ири определенных производительности и давлении. Недостатком адиабатических экструдеров является повышенный износ шнеков. Установлено, что хотя адиабатический режим и обеспечивает возможность получения более гомогенной расплавленной массы, однако, при использовании внешнего источника тепла при нормальных условиях хорошее перемешивание можно обеспечить и за счет работы червяка. Для того, чтобы поверхность теплопередачи была достаточной, необходимо отношение длины червяка к его диаметру порядка 15—20 1. В ФРГ большей частью применяют экструзионные машины с отношеашем 1 0 = 20 1. В США отношение Г О для экструзионных машии достигает 24 и выше. [c.139] На Дюссельдорфской выставке 1959 г. фирма Инешев Верке показала машины, которые она строит по лицензии американской фирмы Продакс экструдер . Это одношнековые машины диаметр шнека 45—200 мм, производительность от 35—45 до 820—910 кг ч. [c.140] Все машины поставляются со шнеками длиной 200 (нормальное исполнение) или 2АО (с зоной дегазации рис. 28). [c.140] В экструдерах механическая работа по срезыванию сведена к минимуму и большая часть необходимого тепла обеспечивается за счет теплового источника. Производительность машины может быть повышена двумя путями увеличением длины червяка и стержня для создания большей площади соприкосновения с теплом и увеличением оборотов червяка и давления. На практике это достигается увеличением коэффициента сжатия до величины, равной 3 1. Для некоторых материалов коэффициент сжатия можно увеличить до 5 1 сокращением разности температур между цилиндром и полимером или же сочетанием всех вместе взятых факторов. [c.140] На рис. 30 представлен общий вид экструзионной установки с клапанным регулированием давления в щелевой фильере-матрице для изготовления пленочных и листовых материалов. [c.143] В связи с этим в последнее время приступили к проведению работ по созданию оборудования с использованием эффекта нормальных сил и осуществлению процесса экструзии расплавленных полиэтилена и полипропилена без применения шнеков, за счет работы быстровращающегоея диска. [c.143] Червяк должен иметь более глубокую нарезку, более низкий коэффициент уплотнения (2 1 или около этого) и меньшую по длине зону плавления. Требуется менее интенсивное водяное охлаждение. Вследствие того, что полиэтилен низкого давления отличается большим молекулярным весом и, следовательно, повышенной вязкостью, прочность корпуса цилиндра должна быть выше. На цилиндре устанавливаются нагревательные элементы повышенной мощности, так как рабочая температура для полиэтилена низкого давления на 25—30° выше температур, применяемых для материалов низкой плотности. [c.144] Мощность мотора обычно выше, а экранированное уплотнение используется только с большими отверстиями, так как при малых отверстиях развиваются высокие давления. [c.144] Нил-се приводятся условия экструзии для полиэтилена высокой плотности с молекулярным весом порядка 100 000. [c.144] Вернуться к основной статье