Диспергирование в экструдерах

В оборудовании, используемом для проведения процессов диспергирования (экструдеры, закрытые смесители), для ин- [c.113]

Для экспериментального изучения процессов смешения и диспергирования при переработке полимерных материалов и, в частности, для снятия расходно-напорных характеристик одношнекового экструдера с диспергирующими элементами была создана модельная экспериментальная установка, представляющая собой одношнековый экстру-цер основным элементом которого являлся прозрачный корпус, изготовленный из органического стекла, с отверстием диаметром 40 ми [c.113]

Дегазация под давлением. В некоторых случаях для удаления диспергированных газов предложено растворять их при повышенном давлении [162]. Значительное давление расплавов в экструдере при транспортировке полимерных жидкостей или их выдерживании под давлением приводит к полному растворению оставшихся пузырьков газов. [c.128]

При смешении на вальцах, экструдерах и других типах смесителей диспергирование идет довольно интенсивно до некоторого предела, а затем замедляется и размер частиц в дальнейшем изменяется мало [83—85]. Предельный размер частиц зависит от соотношения вязкостей смешиваемых полимеров. Если маловязкий полимер вводится в более вязкий (последний преобладает), то, как правило, это способствует лучшему диспергированию. При введении высоковязкого полимера в менее вязкий трудно добиться высокой дисперсности частиц в смеси. В таких случаях полезно регулировать вязкость вводимого полимера изменением (если это возможно) молекулярного веса [86[ или снижать вязкость введением пластификатора [83], [c.26]

Перспективным способом дозирования наполнителя при получении композиционных полимерных материалов является дражирование в тарельчатых аппаратах с последующей подачей полученных гранул в приемное устройство литьевой машины или экструдера, оснащенного червяком с зоной диспергирования. Такой способ грануляции позволяет вести процесс при комнатной температуре, он весьма прост и отличается малой металло-и энергоемкостью. [c.39]

Экономичность крупных установок, разработка красящих концентратов и, не в последнюю очередь, прогресс в конструировании дозирующих устройств способствуют ускоренному внедрению непрерывных смесителей и прямой загрузки экструдеров, исключая необходимость в использовании смесителей для предварительного диспергирования красящих веществ. [c.196]

В червячном экструдере происходят расплавление полимера, смачивание пигментных агломератов, их измельчение и диспергирование. [c.197]

Успех крашения определяется характером процессов измельчения и диспергирования в расплаве. Поэтому рассмотрим сначала процесс плавления. Вследствие плохой теплопроводности пластмасс плавление происходит спонтанно процесс протекает во времени на определенном участке рабочего пространства. Исключение составляют лишь автогенные (адиабатические) червячные экструдеры, работающие с высокими окружными скоростями или скоростями сдвига, в которых плавление происходит в считанные доли секунды за несколько поворотов вала. [c.197]

Протяженность интервала плавления зависит среди прочего и от рабочих параметров экструдера, частоты вращения вала, температуры цилиндра и сопротивления в головке (уровень дросселирования) [2]. Влияние частоты вращения и температуры показано на рис. 4.11. С увеличением частоты вращения нерасплавленная масса полимера смещается в направлении наконечника червяка для процессов диспергирования остается все меньше времени. Интервал плавления можно ограничить путем повышения температуры цилиндра и (или) сопротивления в головке. [c.198]

Особенно нежелателен захват расплавом зерен полимера или даже целых островов , откалывающихся от так называемого клина гранулята или порошка они проникают вплоть до эжекторной зоны и даже в головку и являются причиной дефектов окраски экструдата, в общем, при достаточном диспергировании красящего вещества. Во избежание этого целесообразно размещать перемешивающие элементы в зоне разрушающегося клина гранулята или элементы, создающие усилия сдвига, — в конце зоны плавления. Обычно в одночервячных экструдерах эта проблема проявляется наиболее остро. Пространство теплообмена в них меньше, чем в двухчервячных. Кроме того, последние работают с меньшей частотой вращения, во избежание термического повреждения материала при больших усилиях сдвига (ПВХ). Это же относится (хотя и проявляется не в такой мере) и к двух-червячным экструдерам, особенности конструкции которых допускают работу с большой частотой вращения. [c.199]

Возможности диспергирования в червячных экструдерах ограничены, поэтому для особенно качественного окрашивания материала рекомендуется использовать предварительно хорошо диспергированные красящие вещества. [c.201]

При продольном смешении происходит транспозиция отдельных частиц на протяженном участке пути расплава здесь проявляются макроскопические процессы течения. Особенно четко это наблюдается при подаче гранулированной маточной смеси в воронку экструдера. Интенсивная окраска экструдированного жгута смеси за короткое время смешения указывает на диспергирование на очень коротком участке винтового канала, тогда как диспергирование на более протяженном участке характеризует менее интенсивная окраска. [c.202]

Влияние перемешивающих элементов на диспергирование показано на рис. 4.23. Качество диспергирования определяют по соответствующей классификации (рис. 4.24) и изображают в виде зависимости от выхода. В рассмотренном случае диаметр червяка 30 мм, длина 200, перемешивающий элемент длиной 20 расположен на расстоянии 7—50 от наконечника червяка. При большой частоте вращения влияние перемешивающего элемента на диспергирование особенно интересно поэтому на график (рис. 4.23) нанесены лишь результаты, полученные при частоте вращения 100 мин . Для червяка с глубиной выточки 1,5 мм в зоне выдавливания в зависимости от дросселирования получают классы качества 7 — без дросселирования и 3 — с сильным дросселированием (см. рис. 4.23, кривая 1). При глубине выточки 1,5 мм, что часто используется при таком диаметре червяка, при частоте вращения до 80 мин еще достигается класс качества 1. При углублении выточки до 2,2 мм (кривая 2) увеличивается выход, но не класс качества диспергирования. Установка перемешивающих элементов на червяке с глубиной выточки 2,2 мм (кривые 3 и 4) в любом случае ведет к повышению качества диспергирования. В этом случае экструдер не оснащен устройством интенсивной загрузки, поэтому в сравнении с основной формой (кривая 2) следует принимать в расчет сокращение съема. [c.210]

При сравнении червяков с = 1,5 мм и = 2,2 мм с перемешивающими элементами в случае более глубокой выточки при сопоставимом качестве диспергирования наблюдается увеличение выхода на 50—100%. При сравнении экструдеров с гладкой и выточенной зонами питания такое повышение выхода часто не принимается во внимание. Так, проводилось сравнение червяков диаметром 45 мм с длиной 250 в экструдере с гладкой зоной питания (/г 2 = 2,5 мм, без перемешивающего элемента) и в экструдере с пазами в зоне питания (Л = / 2 = 4 мм, с перемешивающим элемен- [c.210]

На рис. 4.26 показана экспериментально определенная рабочая зона одночервячного экструдера. Дополнительно нанесены линии постоянной степени смешения (не совпадающие с графической характеристикой мундштука). Классы качества выбраны так, что класс 2 лежит в рабочей зоне. Образцы были получены из экспериментов по крашению концентратами качество диспергирования в направлении от 1 до 6 снижается. [c.213]

Значение степени перемешивания можно найти путем сопоставления экспериментально полученных классов диспергирования и расчетной степени смешения. Для этого строят графическую зависимость степени смешения от объема дозирования (рис. 4.27). Частота вращения условно принята постоянной. В таком виде диаграмма представляет собой модифицированное изображение рабочей зоны одночервячного экструдера (диаграмма О—р [15, особенно стр. 180 и сл.]). Для каждой экспериментально найденной точки дается ее расположение по классификации качества диспергирования (см. рис. 4.24), т. е. появляется возможность получить поля с одинаковым качеством диспергирования. [c.214]

Полимерные смеси можно определить как тонкую дисперсию одного полимера в другом, причем ковалентных связей между макромолекулами не образуется. Самым простым и старым способом их получения является механическое смешение пластик и несшитый эластомер смешивают на открытых вальцах или пропускают через экструдер [593]. Приготовленные таким образом материалы содержат обычно несколько процентов эластомера, диспергированного в матрице полимера, как схематически показано на рис. 2.1. [c.55]

Окраску материалов производят различными методами. На мелких предприятиях не всегда имеется богатый ассортимент красителей для разных пластмасс. От поставщиков тоже трудно ожидать поступления материалов с требуемой окраской, тем более, когда нужно всего 200—450 кг. Сухие пигменты можно испоЛьзовать непосредственно в процессе экструзии. При работе с порошкообразным материалом его перемешивают перед экструзией в барабане или другим способом. Для равномерного распределения красителя в экструдере необходимо создать достаточное давление. Применение концентрата красителя на основе смолы обеспечивает высокую равномерность распределения красителя, но он очень дорог. Для улучшения распределения порошкообразного пигмента применяют смачивающие вещества или минеральное масло, добиваясь предварительного диспергирования пигмента в эти вещества или в масло. [c.209]

Компоненты предварительно смешивают в смесителе типа пьяная бочка или в шаровой мельнице, затем смесь подают в экструдер, где происходит дополнительное смешение и диспергирование в расплаве. Охлажденный после выдавливания из экструдера продукт измельчают в молотковой или дисковой мельнице и пропускают через сито или подвергают сепарации. [c.118]

В литературе [40, 289, 290] уделяется значительное внимание процессам диспергирования и смешения твердых и жидких ингредиентов с полимерами. Наилучший способ гомогенизации — смешение, при котором достигается молекулярное или пачечное распределение ингредиентов. Такое распределение возможно лишь в том случае, если смешиваемые компоненты находятся в жидком или вязкотекучем состоянии и взаимно совместимы (растворимы друг в друге). Примером может служить смешение полимеров с жидкими пластификаторами, некоторыми стабилизаторами и отвердителями, проводимое в экструдерах, пластосмесителях и других машинах при повышенных температурах. [c.143]

Червячным экструдерам свойственны колебания давления в профилирующей головке, которые повышаются при неправильном применении профиля червяка в зависимости от перерабатываемого термопласта. Червячные экструдеры обычно не обеспечивают высокого качества смешения и диспергирования материалов, для которых необходим равномерный и интенсивный сдвиг материала по всей длине червяка. [c.138]

Фламерфельт [24] исследовал влияние эластичности непрерывной вязкоэластичной фазы на деформацию и дробление ньютоновской диспергируемой фазы. В качестве непрерывной фазы он использовал водный раствор полиакриламида, а в качестве диспергируемой фазы — раствор низкомолекулярного полистирола в дибутил-фталате. Было показано, что существует минимальный размер капли соответствующий данной жидкой системе, по достижении которого дробление прекращается. Увеличение эластичности непрерывной фазы приводит к возрастанию минимального размера капель и критической скорости сдвига, при которой происходит дробление капель, поскольку конечное значение напряжения сдвига зависит от величины У- В соответствии с полученными ранее результатами увеличение вязкости непрерывной фазы приводит к обратному эффекту. Фламерфельт обнаружил также интересное явление в условиях неустановившегося сдвигового течения (ступенч тое изменение прикладываемого напряжения) минимальный размер капли и критическая скорость сдвига значительно меньше получаемых при постоянном напряжении сдвига. Поэтому он предположил, что диспергирование в вязкоэластичной среде должно протекать более полно при переменных условиях сдвига. Действительно, именно такие переменные условия сдвига реализуются в узком зазоре между гребнем ротора и стенкой смесительной камеры, а также в экструдере, снабженном смесительным устройством барьерного типа . [c.390]

Модифицированный крахмал. Для использования в буровых системах и растворах для заканчива Ния скважин предложено большое число модификаций и производных крахмала. Устойчивый к ферментации продукт получен путем перемешивания влажного крахмала (около 20 % воды) с добавлением 3 % параформальдегида и 3 % бис- (2-гидрокси, 3,5-ди-хлорфенил) сульфида и продавливания этой смеси через подогреваемый экструдер непрерывного действия. Этот продукт вызывает меньшее увеличение вязкости, чем обычный предварительно желатинизированный крахмал, и является эффективным средством замедления диспергирования глинистых сланцев. Как уже говорилось в главе 2, эти свойства крайне желательны для недиспергирующих буровых растворов. [c.467]

Открытопористые эластичные П. производят диспергированием воздуха в низковязкий пластизоль, содержащий ПАВ, и фиксацией образовавшейся пены при 80-160°С насыщением пастообразного ПВХ СО2 под давлением 0,5-1,0 МПа в автоклаве или роторно-пленочном смесителе при 15-25 °С с послед, помещением массы на транспортерную ленту или др. подложку, где происходит ее вспенивание вследствие десорбции СО2 (т-ра фиксации пены 160-170 °С). При замене СО2 хладонами благодаря их лучшей р-римости в пластизолях облегчается контроль структуры П. и кажущейся плотности формуемых изделий (листы, блоки, плиты). Аналогичные изделия, а также пленки, трубы, жгуты изготовляют (в т. ч. и из замкнутоячеистого жесткого П.) экструзией (степень сжатия 1-3, скорость перемешивания 60-110 об/мин) с введением хладона в зону декомпрессии цилиндра экструдера. [c.457]

Образование истинного раствора пластификатора в полимере принято называть совместимостью [I]. Если полимер самопроизвольно набухает в пластификаторе, то это значит, что он с ним совмещается, т. е. происходит молекулярное диспергирование за счет термодинамического сродства пластификатора к полимеру. Если пластификатор не имеет термодинамического сродства к полимеру, он самопроизвольно в полимер не проникает, т. е. набухания не происходит [2]. Однако при принудительном смещении на вальцах или в экструдере в результате затрат механической энергии пластификатор может коллоидно диспергироваться в полимере, но образующаяся эмульсия является термодинамически и агрегативно неустойчивой системой, взаимодействие между полимером и пластификатором отсутствует, и поэтому система расслаивается. Внещне расслаивание проявляется в выпотевании пластификатора— образовании на поверхности пластифицированного полимера жирного налета или капель. В прозрачных полимерных пленках микроскопические капли пластификатора становятся центрами рассеяния света, и материал мутнеет. Выпотевание пластификатора может происходить и под влиянием температуры, давления механических напряжений и т. д. При создании промышленных рецептур пластифицированных полимеров часто используют пластификаторы, ограниченно совместимые с полимером. [c.137]

Если полимер самопроизвольно набухает в пластификаторе, это значит, что он с ним совмещается — происходит молекулярное диспергирование за счет термодинамического сродства пластификатора к полимеру. Если пластификатор не имеет термодинамического сродства к полимеру, он не проникает самопроизвольно в полимер, т. е. набухания не происходит. Однако при принудительном смешении на вальцах или в экструдере пластификатор может коллоидно дис-пергироваться в полимере, но образующаяся амульсня является термодинамиче-ски и агрегативно-неустойчнвой, и система расслаивается. Внешне расслаивание проявляется в выпотевании (образовании на поверхности изделия жирного налета или капелек) пластификатора. В прозрачных пленках микроскопические капельки пластификатора становятся центрами рассеяния света, и материал мутнеет. При отработке промышленных рецептур пластикатов обычно используют ограниченно совместимые пластификаторы. Предел совместимости (концентрация насыщенного истинного раствора пластификатора в полимере) зависит в первую очередь от строения пластификатора, колебаний температуры, метода переработки, условий эксплуатации пластифицированного полимера. [c.339]

Киевским заводом Большевик совместно с Киевским политехническим институтом создан экспериментально-промышленный образец червячно-дискового экструдера типа ЭЧД, имеющий червяк с насаженным на него диском. Диаметр диска больше диаметра червяка, поэтому в дисковой зоне образуется два зазора, в которых развиваются высокие деформации сдвига, обеспечивающие интенсивную переработку и смешение полимерного материала. Перерабатываемый материал перемещается через дисковую зону за счет давления, создаваемого в червячной зоне. В дисковой зоне при необходимости могут быть установлены устройства для дополнительного воздействия на расплав полимера. В зависимости от величины и геометрии рабочих зазоров, частоты вращения диска, реологических характеристик перерабатываемого материала, производительности экструдера, противодавления формующего инструмента, можно задавать такие режимы послойного сдвигового течения, при которых скорость перемещения частицы в радиальном направлении рабочего зазора увеличивается, остается постоянной или уменьшается. При этом в каждом слое полимер подвергается действию растягивающих деформаций. Кроме того, возможность создания условий возникновения вторичных течений позволяет осунгествлять обмен между слоями полимера. Все это в комплексе обеспечивает высокое качество диспергирования, смешения или гомогенизации полимерной композиции. [c.38]

При наличии в экструдерах и литьевых машинах червяков соответствующей конструкции, обеспечиваюндих качественное диспергирование, гранулы после дражиратора можно перерабатывать непосредственно в изделия. [c.39]

Раздувные агрегаты фирмы ИХИ (Япония) выпускаются для получения многослойных емкостей за счет наличия специальной аккумулирующей головки, запатентованной в Японии, США и Франции на базе экструдеров с высокой степенью диспергирования. Последние обеспечивают максимальное равномерное диспергирование смол, не обладающих взаимной растворимостью (например, 1"[ЭВП и най,лона), что позволяет направлять на повторное использование любое количество отходов при любом сочетании термопластов и достигать безотходной технологии. Использование многослойных раздувных агрегатов открывает ншрокие перспективы для переработки вторичного полимерного сырья из изношенных термопластов, используемых в качестве одного или нескольких слоев, а также изделий из наполненных и вспененных композиций. [c.47]

Так как в аппаратах, используемых для крашения пластмасс,, (вальцы, закрытые смесители, экструдеры), скорость сдвига жестко задана конструкционными и эксплуатационными условиями, то в качестве переменной остается только вязкость расплава. Таким образом, если требуется повысить эффективность измельчения, необходимо повысить вязкость расплава, т. е., в случае окрашивания одного и того же полимера, понизить температуру расплава. Существуют, однако, границы допустимого понижения температуры, определяющиеся возможностями повышения усилий и нагрузки на аппаратуру, а также опасностью деструкции полимера. Вязкостная и температурная зависимости результатов диспергирования были детально изучены Хэрбстом [4, 5] и, так же как работа Крекеля [6], в основном подтверждают модельные представления. [c.89]

Вторая стадия заключается, как правило, в многократной жструзии концентрата на экструдерах с хорошими условиями 1еремешивания и диспергирования. [c.187]

Пигментные концентраты отличаются прежде всего высокой степенью диспергирования пигмента. Это значит, что процесс их производства требует применения более сложного и дорогостоящего оборудования. Так, хорошее диспергирование возможно при интенсивном смешении пигмента и связующего при высоких усилиях сдвига, после чего производится измельчение и дополнительная гомогенизация в экструдере с последующим гранулированием. Особо твердые пигменты, однако, плохо поддаются диспергированию при простом смешении, таким образом, этот способ пригоден не для всех пигментов. Соответствующими способами, в основе каждого из которых лежит процесс растирания влажного пигмента, пигмент из водной дисперсии переводится в органическую среду, причем размеры его частиц не изменяются Способ растирания во влажном состоянии имеет особенно важное значение для переработки труднодиспергируемых пигментов. [c.188]

Червячные экструдеры используются для производства полуфабрикатов и готовых изделий, для компаундирования и конфекционирования. В процессах смешения исходных продуктов, таких, как диспергирование (измельчение и распределение) добавок, успешно применяются одно- и многочервячные экструдеры. [c.196]

Конструкция и принцип действия червячных нластосмесителей экструзионного типа, создающих большие усилия сдвига, чем червячные экструдеры и использующихся для специальных целей, например для диспергирования особенно прочных агломератов, рассматриваются в следующем разделе. [c.197]

Концентрация пигмента в предварительно диспергированной смеси выравнивается только за счет продольного смешения. Следует отметить, что уравниванию поддаются только кратковременные отклонения, если же длительность периода отклонений входит в порядок длительности пребывания среды в машине, уравнивание вообш,е невозможно. При хорошем предварительном диспергировании достаточное окончательное диспергирование будет определяться внутренним эффектом смешения на таком основании исследование процессов диспергирования ограничивается обычно этим (внутренним) эффектом. (Рассмотренные в разделе Одночервячные экструдеры перемешивающие устройства, как будет указано позднее, оказывают воздействие в основном на этот, внутренний, эффект и только устройство с неподвижным упором в цилиндре и вращающимся кулачком на червяке значительно улучшает эффект продольного смешения). [c.203]

При двухступенчатом процессе, исходя из принципа работы пластосмесителя, экструзию отделяют от пластикации и диспергирования и проводят в одночервячном экструдере. Такой способ характерен при организации установки с использованием пластосмесителей периодического действия и непрерывнодействующих ко-кнетеров и F M. [c.278]

В качестве основного экструзионного метода получения интегральных ПС используют метод eluka [178] и его модификации, позволяющие изготавливать любые профили толщиной 4—50 мм и полые секции для нужд строительства и мебельной промышленности. Интегральные ПС можно экструдировать и на обычных экструдерах при их незначительной модификации необходимо устройство для тщательного перемешивания и диспергирования порофора головка экструдера должна иметь более высокую температуру, достаточную для разлол ения порофора степень сжатия в цилиндре экструдера должна быть не менее 2,5 1. Технологические параметры экструзии интегральных ПС и АБС приведены ниже [602] [c.120]

При создании дисковых экструдеров необходимо правильно оценивать их возможности и области наиболее эффективного применения. Дисковые экструдеры в первую очередь пригодны для смешения, диспергирования, дегазации и обезвоживания материалов, переработки быстро разлагающихся термопластов, для лабораторных и исследовательских работ (особенно в тех случаях, когда необходимо исключать колебания давления материала в головке экструдера). Крайне ограниченное давление экструзии и низкая производительность экструдера затрудняют его промышленноё применение, в частности, для нанесения изоляции на провода и при переработке пенопластов, не говоря уже о производстве труб, профилей, листов и пленки из термопластов. Дисковые экструдеры могут быть применены для предварительной пластикации трудна перерабатываемых термопластов на литьевых машинах. [c.143]

Вопросы теории и практики подготовительного производства рассматриваются в третьей главе. Большой интерес представляют теоретические основы процессов с ешенпя и диспергирования, от которых во многом зависят физико-механпческие сво11ства готовых изделий. Процессам экструзии полимеров в одночервячном, двухчервячком и дисковом экструдерах посвящена четвертая глава. Большое впп.мание в этой главе уделено [c.8]

В процессе переработки исходный материал из загрузочного устройства поступает в червяк и перемещается в осевом направлении в винтовом канале червяка, образовакном внутренней поверхностью материального цилиндра и нарезкой червяка.. При движении материал уплотняется, расплавляется, проис.хо-дит удаление воздуха и гомогенизация расплава, развивается давление, под действием которого подготовленный расплав продавливается через формующий ивстру.мент. Соответствекно в одночервячно.м. Экструдере в направлении движения материала могут быть выделены зоны питания (загрузки), плавления (пластикации) и дозирования (выдавливания) длиной Ьи Ьп и д соответственно (см. рис. 4.1). В ряде случаев для экструдеров специального назначения могут быть выделены зоны дегазирования, смешения, диспергирования и т. д. [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология