Тема 3. Экструзия

Широкое использование смазочного приближения в теории переработки полимеров объясняется тем, что, хотя абсолютные значения зазоров и конусностей в рабочих органах полимерного оборудования во много раз больше, чем в подшипниках, вязкость расплавов и соответственно силы вязкого сопротивления на несколько десятичных порядков выше, чем у смазочных масел. Отметим, что в оборудовании для переработки полимеров режим жидкостного трения часто реализуется благодаря присутствию расплава полимера. Например, при червячной экструзии слой расплава между гребнем нарезки червяка и внутренней стенкой корпуса играет роль смазки, препятствующей интенсивному износу металлической пары и обеспечивающей возможность практической реализации червячной экструзии. [c.91]

Расплавы полимеров характеризуются очень высокими вязкостями, поэтому неудивительно, что методы создания давления, основанные на использовании величины [V-т], которая пропорциональна вязкости, приобрели большое практическое значение при переработке полимеров. Очевидно, что чем выше вязкость, тем больший градиент давления может быть получен. Таким образом, высокая вязкость расплавов полимеров особенно ценна для создания давления. Устройства для создания давления, или насосы, предназначены для генерации давления (в противовес потере давления при течении по трубам). Эта цель может быть достигнута только при помощи движущейся наружной поверхности, которая соскребает расплав, что приводит к созданию течения, вызываемого трением стенок (разд. 8.13). Характерной чертой этого вязкостного динамического метода создания давления является то, что наружная поверхность движется независимо от движения расплава. Одночервячная экструзия, каландрование и вальцевание иллюстрируют практическое значение этого метода создания давления. [c.305]

Для противокоррозионной защиты используют дублированные листы полиэтилена толщиной 1,5—2 мм. В качестве дублирующего подслоя применяют хлопчатобумажные или стеклянные ткани. Дублирование осуществляют непосредственно в процессе экструзии листов полиэтилена, поэтому хлопчатобумажный слой имеет с ним очень хорошее сцепление. Необходимость дублирования полиэтилена и других полиолефинов обусловлена тем, что все полиолефины обладают очень плохой адгезией (поверхность неполярна), вследствие чего приклеить их к металлической поверхности практи- [c.91]

Ввиду того, что охлаждение обдувкой воздухом менее эффективно по сравнению с охлаждением на валках или в водяной бане, при экструзии пленки с последующим раздуванием практически невозможно регулировать скорость кристаллизации, а тем самым и размер сферолитов, т. е. затруднено изготовление пленки с нужными свойствами. Сравнительные показатели свойств пленок, полученных экструзией с раздуванием и экструзией через плоскую щель с последующей вытяжкой, приведены в табл. 10.5 [77]. [c.263]

Перед тем как перейти к сопоставлению параметров пористой структуры со свободным объемом полимера, необходимо отметить, что параметры пористой структуры для одного и того же полимера могут быть существенно различными в зависимости от условий его синтеза и последующей переработки. Так, например, пленка или волокна могут быть получены из различных растворителей [81], а также из смеси растворителей с осадителем [97], и будут иметь разную микропористую структуру и свойства. То же самое можно сказать и о материалах, получаемых прессованием и литьем под давлением, а также с помощью гидростатической экструзии. При этом могут образовываться и макропоры, суммарный объем которых может быть достаточно велик. Применяя же специальные методы синтеза, можно получать материалы на осно- [c.55]

Выравнивание в продольном направлении молекул при экструзии через фильеры, а также число межцепочечных связей тем больше, чем полнее полипептидные цепи развернуты в прядильных растворах. Как следствие, возрастает механическая про чность волокон, которые очень хрупки у прядильных растворов с pH ниже 11 и достигают максимальной твердости при pH более [c.541]

Дополнительным фактором, обусловливающим неопределенность процесса изменения размеров при сорбции влаги, являются остаточные напряжения в деталях, полученных литьем или экструзией. Вследствие существования этих напряжений увеличение размеров деталей из полиамидов, в особенности вдоль направления течения при формовании, оказывается несколько меньше ожидаемого. Этот факт обусловлен тем, что снятие остаточных напряжений, которое становится возможным при поглощении полиамидом воды, приводит к некоторой усадке образца. [c.142]

Подбор профилирующ,их деталей (рис. 4.1) связан с релаксацией, которая влияет на усадку резиновых смесей. Она зависит от состава смеси, ее пластичности, скорости экструзии, и температуры процесса. Чем больше скорость, тем меньше смесь находится в профилирующем приспособлении и тем больше ее эластическое восстановление. Усадка возрастает с понижением пластичности смеси и уменьшением температуры процесса. Она наблюдается при выходе профиля из головки машины и последующем хранении. При этом уменьшается длина профиля, ширина и высота профиля увеличиваются. [c.39]

Скорость экструзии зависит от размеров и конструкций питающего валика, профилирующих деталей, выпускаемого профиля и состава резиновой смеси. Чем больше площадь поперечного сечения заготовки и степень наполнения смеси, тем большей должна быть скорость процесса. Разогревание и экструзию ведут по режимным картам 1 и 4. [c.39]

Полипропилен перерабатывается в изделия теми же способами, что и полиэтилен, в основном литьем под давлением и экструзией применяются также вакуумформование и прессование. [c.86]

Большое количество полипропилена перерабатывается в моноволокно методам экструзии. При этом используется головка с распределительным каналом. Число отверстий в головке и их размеры определяют число и размер получаемых моноволокон. Моноволокна, выходящие из головки, подвергаются закалке в водяной бане, затем поступают на первые вытяжные валки, в камеру для ориентации и далее на вторые вытяжные валки. Чем больше степень вытяжки, тем выше прочность и жесткость волокна. Затем моноволокна охлаждаются и подаются на намоточное устройство. Наиболее прочные волокна получаются из полипропилена с высоким молекулярным весом и высокой степенью изотактичности. При этом переработку следует вести при относительно низких температурах расплава (204—218 °С) и высоких температурах ориентации (149—176 °С). Температура закалочной ванны должна быть - 49°С. [c.39]

Непосредственно структура переходных слоев была исследована электронно-микроскопическим методом на примере смесей ПС, ПОМ, ПЭНД и капрона [421]. Структура полученных экструзией смесей, не подвергавшихся термообработке, характеризуется тем, что компоненты разделены четко различимой границей (рис. У. 5). ПОМ находится в дисперсной фазе в в 1де сферических включений, на поверхности которых можно различить ламелярные паракристаллические агрегаты, Основным структурным элементом [c.206]

В книге встречаются различные отступления от ее основной темы. Их цель—познакомить читателя с оборудованием и технологией переработки полимеров. Например, рассказывая об экструзии полимеров, мы приводим схему конструкции экструдера. [c.9]

Все основные задачи построения модели процесса экструзии связаны с использованием результатов интегрирования этих двух уравнений и определения из граничных условий (У.б) значений параметров г)о, г)оц и V. Основное возникающее при этом затруднение связано с тем, что свести выражение для и к квадратурам в общем случае невозможно. Это связано с тем, что при вычислении выражений (У.31) и (У.31,а) или (У.ЗЗ, а) и (У.ЗЗ б) необходимо разложить Б ряд подынтегральное выражение и после этого выполнить почленное интегрирование. [c.221]

Это явление называемся деформацией сечения шприцованных полуфабрикатов и связано с различиями в скоростях движения в разных точках сечения потока резиновой смеси в головке шприц-машины и в профилирующей детали в центре потока скорость выше, чем у стенок или в углах детали, где течение замедляется трением смеси о неподвижные поверхности. Создается разность скоростей движения соседних слоев, которая по законам реологии приводит к кх взаимному скольжению. Интенсивность скольжения определяется градиентом скорости. Эпюра скоростей (рис. 3.9) для двух типов сечений показывает, что между соседними слоями смеси при шприцевании (экструзии) возникает внутреннее трение. Градиент скорости и внутреннее трение ориентируют макромолекулы и анизотропные частицы в тем большей степени, чем выше скорость и, соответственно, ее градиент между слоями. [c.81]

Влияние давления на вязкость полимерных систем относится к числу важнейших теоретических и практических вопросов изучения реологии полимеров. На практике (при переработке пластмасс) встречаются с давлениями порядка сотен (при экструзии) и даже тысяч (при литье под давлением) атмосфер, что может оказывать определенное влияние на вязкость и вызывать отклонения параметров технологических процессов от значений, рассчитанных по эффективной Вязкости, измеренной при низком давлении. Тем не менее вопрос о- влиянии давления на вязкость полимерных систем принадлежи к числу мало изученных. [c.206]

В мировой практике технические характеристики одночервячных прессов в последние годы значительно повыщены за счет удлинения червяков с 20 до 25—30 й и более. Вместе с тем уровень теоретического истолкования процесса экструзии и математического описания его изменился мало. Имеющиеся попытки аналитического расчета средней зоны червяка, как правило, заканчиваются общими суждениями и не доводятся до получения расчетных уравнений. [c.230]

В США для изготовления рукавных пленок разработан автотер-мнческий процесс экструзии, т, с. без подвода тепла извне. Это дало возможность поддерживать на выходе низкую температуру расплава, тем самым обеспечивать быстрое охлаждеине и высокую скорость отбора рукава [212]. [c.184]

Портер с сотр. воспользовались сочетанием сверхвысоких гидростатических давлений и продольной вытяжки при течении для управления процессом кристаллизации ПЭВП [34]. Полимеры экструдировали при 134 °С через коническую фильеру, обеспечивающую 46-кратную продольную вытяжку. В связи с тем что при этой температуре ориентационная кристаллизация начиналась уже в фильере, для экструзии полимера приходилось применять давление около 200—250 МПа. [c.62]

Полимерные листы получают непрерывной экструзией полимера через лнстовальную головку, выходное отверстие которой представляет собой узкую длинную щель обычно прямоугольной формы. В связи с тем что выходное отверстие экструдера имеет круглую форму, а головки — прямоугольную, частицы расплава, проходящего через головку, движутся по траекториям различной длины, что может привести к неодинаковым скоростям течения в головке. Таким образом, выбор формы каналов для организации потока из экструдера в головку очень важен. Конструкция головок для получения плоских листов и пленок самая различная. [c.481]

Возвращаясь к угловым головкам для экструзии труб, отметим, что для расчета течения в головке необходимо смоделировать двумерное течение в 2- п 0-направлениях. Это достаточно сложная задача. Впервые модель течения в узких головках была предложена Пирсоном 169]. При моделировании область течения выпрямили и рассматривали двумерное течение в прямоугольных координатах между двумя пластинами. Расстояние между пластинами может изменяться таким образом, чтобы величина расхода оставалась неизменной. Формующая щель головки имеет постоянное сечение и образована двумя концентрическими цилиндрами. Результирующие расчетные уравнения имеют сложный вид, и их решение требует использования ЭВМ. Тем не менее можно получить результаты для изотермического течения как ньютоновских, так и степенных жидкостей. Гутфингер, Бройер и Тадмор 170] решили эту задачу, применив метод конечных разностей (МКР), рассмотренный в гл. 16. Этот приближенный, но сравнительно простой метод очень удобен для решения задачи двумерного медленного течения в узких зазорах. Результаты, полученные при помощи МКР, идентичны результатам Пирсона, но на их получение затрачивается меньше машинного времени. [c.493]

Рабочая температура выбирается внутри диапазона, ограниченного минимально и максимально допустимыми значениями температуры. Низкие температуры термоформования более выгодны, поскольку они позволяют сократить периоды нагрева и охлаждения в цикле формования. Кроме того, чем ниже температура, тем выше уровень двухосной ориентации, а значит, выше ударная вязкость изделия. С другой стороны, более высокая температура позволяет увеличить воспроизводимость и точность размеров изделий. Обычно для термоформования используют экструзионные листы. Щелевая экструзия приводит к возникновению неизотропной молекулярной ориентации. Так, в случае экструзионного листа из ударопрочного полистирола толщиной 1,52 мм Шмидт и Карли [24] наблюдали 31 %-ную усадку в направлении экструзии и очень сдабую усадку [c.574]

Углеводороды давно известны как хорошие диэлектрики. Например, у парафина высокое удельное объемное сопротивление— порядка 10 —10 ом-см и низкие диэлектрические потери. В качестве жидких диэлектриков широко применяются нефтяные масла (трансформаторное, конденсаторное и др.), представляющие собой смеси углеводородов различного строения. Как было показано выше (стр. 56), высокомолекулярные углеводороды, полученные синтетическим путем, должны такясе обладать хорошими электроизоляционными характеристиками ввиду отсутствия в структуре молекул полярных групп. Вместе с тем большие молекулярные веса синтетических полимеров и особенности их структуры обусловливают появленце свойств, которыми природные углеводороды не обладают. Например, полиэтилен, а также полученный за последнее время полипропилен по сравнению с парафином имеют значительно более высокую температуру плавления, большую твердость и обнаруживают такие новые свойства, как гибкость, прочность на разрыв, способность подвергаться экструзии и др. [c.92]

Известно, что при больших сжимающих давлениях твердые тела становятся более пластичными (например, в процессах обработки металлов экструзией), т, е. приближаются к состоянию плавления. Вместе с тем, как отмечает Я. И. Френкель, можно вызвать плавление приложением больших растягивающих напряжений. В обоих случаях термодинамический потенциал вещества, определяющий переход в жидкое состояние, увеличивается — подвижность атомов расплава пропорциональна ехр (— ДG/i 7 ) [1]. Интересно отметить, что при плавлении, вызванном приложением больших растягивающих напряжений, влияние ангармо-низма несущественно, тогда как плавление в результате нагрева целиком обусловлено увеличением среднего расстояния между атомами вследствие энгармонизма. [c.15]

Большинство Н. в. имеют поликристаллич. структуру, силикатные волокна-обычно аморфную. Для Н.в., получаемых газофазным осаждением, характерна слоевая гетерог. структура, а для волокон, получаемьи спеканием,-наличие большого числа пор. Мех. св-ва И. в. приведены в таблице. Чем более пориста структура волокон (напр., получаемых экструзией с послед, спеканием), тем ниже их плотность и мех. св-ва, Н, в, устойчивы во мн, агрессивных средах, негигроскопичны, В окислит, среде наиб, стойки оксидные волокна, в меньшей степени-карбидные. Карбидные волокна обладают полупроводниковыми св-вами, их электропроводность возрастает с повышением т-ры, [c.213]

Деннарт и Мэндворинг [28] разработали метод коагуляции жидких нитей, получаемых экструзией белкового щелочного прядильного раствора в атмосферу газообразной кислоты (H I). Этот процесс основывается на применении сопел для одновременного введения прядильного раствора и кислого газа, которые входят в тесный контакт. Эта технология отличается от процесса Бойера только тем, что кислоту применяют в газообразном виде при этом происходит также щелочная денатурация бел ков. [c.545]

В других технологических процессах применяется способ, квалифицируемый как полурасплав , поскольку он предполагает высокие температуры обработки, но все-таки требует диспергирования белков в растворяющей среде, обычно в воде. При высокой температуре, около 150 °С, белки денатурируют и образуют плас тичную массу, которую затем экструдируют в воздушную среду под очень высокими давлениями. Отвердение нитей достигается охлаждением. Нити пропускают через обменники [45] или с помощью электромагнитных излучений высоких (1 —100 мГц) и сверхвысоких частот (микроволны, СВЧ), очень быстро прогревают массу белковой смеси [2]. Прогрев электромагнитными излучениями дает возможность сократить время воздействия высоких температур на белки и тем самым снизить разрушение их структуры. Более того, такой прогрев осуществляется равномерно во всех участках. Однако этими методами невозможно получить белковые нити большой длины. Действительно, при быстром переходе белковой массы от зоны высоких температур и давления к атмосферному давлению и комнатной температуре часть перегретой воды стремительно удаляется, что вызывает разрыв нитей. Чтобы преодолеть эти трудности, Коплан с соавторами [21] применили фильеру с несколькими тысячами очень близко расположенных отверстий диаметром от 50 до 150 мкм. Образующиеся непрерывные нити могут соединяться между собой благодаря очень малым расстояниям, разделяющим их в момент экструзии. Однако, по данным Бойера [16], образующиеся таким путем волокна имеют очень плотную структуру, которая не обеспечивает высокой водоудерживающей способности и затрудняет введение красителей и ароматических добавок. [c.546]

Практически большинство процессов экструзии полимеров и эластомеров протекает ни чисто адиабатически, ни чисто изотермически, а по промежуточному политропическому режиму (рис. 7.5). При этом dQФO и dTфO. Вместе с тем анализ крайних идеализированных случаев очень полезен, так как показывает существо этих процессов и количественные соотношения между их параметрами оптимизации и переменными факторами. При этом можно считать, что небольшие червячные машины (с диаметром червяков до 100 мм и хорошими теплообменными устройствами) могут работать, приближаясь к изотермическому режиму, в то время как крупные, мощные машины даже при интенсивном теплообмене работают, практически в автогенном и адиабатическом режимах [8]. [c.247]

Тем не менее как а-, так и р-метоксизамещенные тиофены реагаруют с диметиловым эфиром ацетилендикарбоновой кислоты в ксилоле с образованием фталатов с умеренными выходами в результате экструзии атома серы из первоначального адцукта при использовании в качестве растворителя уксусной кислоты получают только продукты замещения [118]. [c.365]

Некоторые иономеры внещне напоминают вулканизованные аластомеры, совмещая аластичность с высокими маслостойкостью, прочностью и диэлектрическими показателями. Вместе с тем, будучи термопластичными материалами, они легко перерабатываются экструзией. Такой необычный комплекс свойств связан с малой склонностью сополимеров к кристаллизации и наличием прочных межмолекулярных ионных или водородных связей, которые становятся лабильными при повыщенных температура . [c.290]

Этого можно было бы избежать, если бы в отправной системе были заранее созданы структурные элементы волокна (скажем, коллагеноподобного типа). Однако здесь выявляется второе ограничение, связанное уже с самой фильерой. Течение структурированной жидкости через фильеру может привести к серьезным осложнениям из-за накопления высокоэластических деформаций как показано в работах Г. В. Виноградова с сотрудниками [34], существует некоторое эластическое число Рейнольдса , переход через которое приводит к пульсации струи и соответственно к резким неоднородностям волокна. Чем сильнее структурирована система, тем при меньших скоростях экструзии наступает это критическое состояние. [c.66]

Разбухание экструдата не всегда полностью реализуется из-за того, что вязкость полимеров с высоким молекулярным весом при низкой температуре чрезвычайно велика. Очевидно, максимальное разбухание экструдата происходит при каких-то промежуточных значениях температуры и молекулярного веса. Иначе говоря, упругость, а следовательно и разбухание, тем выше, чем выше молекулярный вес полимера. Однако разбухание замедляется вследствие высокой вязкости материала. И наоборот, в низкомолекулярных полимерах расширение невелико, но оно реализуется значительно легче и быстрее вследствие низкой вязкости. Аналогично влияет изменение температуры. Меррингтон (1945 г.) заметил, что при высоких напряжениях сдвига упругое восстановление происходит на значительном расстоянии от выхода, а при низких—ближе к капилляру . Метцнер с сотрудниками (1960 г.) показали, что устройство конического входа в капилляр уменьшает разбухание , а Миле, Мур и Пуф (1960 г.) нашли, что для разветвленного полиэтилена диаметр экструдата уменьшается, а для линейного—несколько возрастает с увеличением молекулярного веса. Это явление можно объяснить противоположным действием механизмов, вызывающих восстановление полимера и препятствующих его деформированию. Один из способов проверки такого объяснения заключается (как это предложил Севере) в том, что экструдат прогревается в ванне при температуре экструзии и затем измеряется его диаметр. [c.45]

Анализ выражения (V.207) показывает, что величина работы гомогенизации тем больше, чем больше относительная величина мощности циркуляционного течения, чем выше температура экструзии, чем меньше величина коэффициента политропичности и чем выше давление в головке. Отсюда следует, что можно управлять степенью гомогенизации не только увеличивая давление, но и увеличивая интенсивность охлаждения, поскольку при этом резко уменьшается величина коэффициента политропичности k. [c.268]

Энергия активации показывает, насколько сильно вязкость зависит от температуры. Чем больше энергия активации, тем сильнее снижается вязкость с ростом температуры. Это значит, что с ростом температуры у поливинилхлорида быстрее снижается вязкость, чем у полиэтилена. Но при любом значении энергии активации температура — мощное средство влияния на вязкость расплава даже у полиэтилена вязкость расплава снижается почти в 10 раз при повышении температуры на 60—80° С. Поэтому при переработке расплавов полимеров стремятся повышать темпе ратуру насколько это возможно. Предел здесь определяется способностью полимера к термодеструкции, поэтому широко развиты научно-исследовательские работы по подбору наиболее эффективных стабилизаторов, способных предотвратить термодеструкцию и обеспечить переработку, в особенности экструзию, при макги мяпкнп тиллок их температурах. [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология