Комментарии к записи Литье пластмасс под давлением отключены

Литье пластмасс под давлением

| Литье под давлением | 16.10.2008

Литье пластмасс под давлением применяют преимущественно для изготовления изделий из термопластов. Осуществляют под давлением 80-140 МПа (800-1400 бар) на литьевых машинах поршневого или винтового типа, имеющих высокую степень механизации и автоматизации.

ЛИТЬЕ ИЗДЕЛИЙ ПОД ЗАКАЗ НА ПРЕСС-ФОРМАХ ЗАКАЗЧИКА

У Вас есть свои пресс-формы, и Вы хотите разместить заказ на литье пластмасс? Наша производственная компания предлагает услуги по литью изделий и деталей из пластмасс под давлением любой сложности на оснастке (пресс-формах) Заказчика.

Мы располагаем не только собственным парком литьевых машин (Термопластавтоматов), но и благодаря большому времени работы на рынке полимеров, имеет обширные партнерские связи с многими литьевыми площадками России, что позволяет более широко решать поставленные задачи.
Параметры Термопластавтоматов(ТПА), которые наша компания может предложить Заказчику для изготовления необходимых ему изделий из пластмасс, имеют усилие смыкания от 60 до 1250 тонн и объем впрыска до 2000 куб.см.

По желанию Заказчика, мы можем осуществлять дополнительные операции по сборке, комплектации, окраски суперконцентратами и пигментами, с применением антистатика и последующей упаковке изготовленной нами продукции.
Организация нашего производства по литью пластмасс, позволяет нам гарантировать разумно-минимальные сроки изготовления заказа. Наше производство работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году.

КАК ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ СТОИМОСТЬ ЛИТЬЯ ДЕТАЛЕЙ НА ФОРМАХ ПРЕДОСТАВЛЕННЫХ ЗАКАЗЧИКОМ?

Стоимость литья определяется следующим образом:

Вы привозите к нам пресс-форму. Мы устанавливаем ее на наиболее подходящей машине, выводим литье в цикл, добиваемся минимально возможного цикла. Определяется время, которые должен тратить рабочий на обслуживание процесса отливки. 

Стоимость производства деталей складывается из составляющих:

  • электроэнергия и прочие неучтенные расходы;
  • амортизация машины на цикл;
  • работа рабочего;
  • прочие издержки и наша прибыль;

Стоимость материала при литье из нашего полиэтилена равна закупочной цене полиэтилена, умноженной на 1,1. При этом литники остаются у нас.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕРМОПЛАСТАВТОМАТОВ(ТПА) ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УЧАСТКА

tpast

GAB234

ОПЛАЧИВАТЕ ЛИ ВЫ УСЛУГИ ПОСРЕДНИКОВ?

Мы приветствуем услуги посредников, услуги которых оплачиваются дополнительно.

КАКИЕ ДЕТАЛИ ИЗ ПЛАСТМАСС МЫ МОЖЕМ ОТЛИВАТЬ?

  • товары народного потребления из пластмасс,
  • пластиковые корпуса электроизделий, монтажные и распаячные коробки,
  • мебельные комплектующие из пластика,
  • изделия бытового назначения различных размеров, пластиковую тару,
  • автомобильные разъемы и колодки,  детали пластикового тюннинга.
  • пластиковые контейнеры и другая тара и упаковка,
  • пластиковые трубы, уголки и тройники, переходники.
  • Пластиковые заглушки на профиля и плинтусы, шестеренки, линзы,
  • Корпуса и рассеиватели светильников бытового и промышленного назначения,
  • Изделия для детей, от сосок до игрушек и конструкторов.
  • Изделия медицинского назначения из различных пластиков.
  • Изготовления изделий оптического назначения: линзы, сегменты светофоров, детали габаритных фонарей автомобилей и др.

С КАКИМИ ВИДАМИ ПОЛИМЕРНОГО СЫРЬЯ МЫ РАБОТАЕМ?

  • Полиэтилен
  • Полипропилен
  • Полистирол
  • Полиамид
  • Поликарбонат
  • АБС пластик
  • Сополимер стирола и акрилонитрила (САН)
  • Полиметилметакрилат

КАК СДЕЛАТЬ ЗАКАЗ НА ПРОИЗВОДСТВО ПЛАСТМАССОВЫХ ИЗДЕЛИЙ?

Для того чтобы сделать Заказ на литье изделий из пластмассы необходимо заполнить и прислать форму, см. ниже:

  • Объем месячного или разового заказа, штук;
  • Габариты пресс-формы (высота, ширина, толщина по линии размыкания), мм;
  • Диаметр фланцев;
  • Усилие запирания;
  • Время полного цикла отливки;
  • Наличие подвижных знаков и тип их привода;
  • Количество точек приложения толкателей;
  • Тип литниковой системы (холодно- или горячеканальная) ;
  • Количество гнезд или комплектов изделия в форме;
  • Режим литья (автомат, полуавтомат, с закладной арматурой);
  • Материал (марка, цвет, поставщик);
  • Вес одной детали, кг;
  • Вид упаковочной тары (короб, пакет, иная);
  •  Особые требования (маркировка, сборка).

Литьевые машины осуществляют дозирование гранулированного материала, перевод его в вязкотекучее состояние, впрыск (инжекцию) дозы расплава в литьевую форму, выдержку в форме под давлением до его затвердевания или отверждения, размыкание формы и выталкивание готового изделия. При переработке термопластов литьевую форму термостатируют (температура ее не должна превышать температуры стеклования или температуру кристаллизации), а при переработке реактопластов нагревают до температуры отверждения. Давление литья зависит от вязкости расплава материала, конструкции литьевой формы, размеров литниковой системы и формуемых изделий. Литье при сверхвысоких давлениях (до 500 МПа) уменьшает остаточные напряжения в материале, увеличивает степень ориентации кристаллизующихся полимеров, что способствует упрочнению материала и обеспечивает более точное воспроизведение размеров деталей. Давление в литьевой форме при заполнении расплавом полимера повышается постепенно (в конце выдержки под давлением достигает 30-50 % от давления литья) и распределяется по длине оформляющей полости неравномерно вследствие высокой вязкости расплава и быстрого ее нарастания при охлаждении или отверждении. Литье пластмасс под высоким давлением позволяет изготовлять детали массой от долей грамма до нескольких килограммов. При выборе машины для формования изделия учитывают объем расплава необходимый для его изготовления, и усилие смыкания, требующееся для удержания формы в замкнутом состоянии в процессе заполнения расплавом оформляющей полости. Принципиально, суть технологии литья под давлением состоит в следующем. Расплав полимера подготовлен и накоплен (l = пот) в материальном цилиндре литьевой машины (в данном случае — червячного типа) к дальнейшей подаче в сомкнутую форму. Далее, материальный цилиндр смыкается с узлом формы, а пластикатор (в данном случае — невращающийся червяк) осевым движением со скоростью Voc перемещает расплав в форму. В результате осевого движения червяка форма заполняется расплавом полимерного материала, а пластикатор смещается в крайнее левое положение (позиция в, l = 0). Далее расплав в форме застывает (или отверждается — в случае реактопластов) с образованием твердого изделия. Материальный цилиндр продолжает оставаться в сомкнутом с системой формы положении. В этой ситуации червяк начинает вращаться с ?ч = пот, подготавливает и транспортирует расплав в переднюю зону материального цилиндра и при этом отодвигается назад. После накопления требуемого объема расплава (расстояние l = пот) вращение червяка прекращается (?ч = 0). Он занимает исходное к дальнейшим действиям положение. После завершения процесса затвердевания (отверждения) пластмассы форма размыкается, и изделие удаляется из нее. Для облегчения съема изделия материальный цилиндр может к этому моменту отодвинуться от узла формы. Далее цикл литья под давлением повторяется.

Из изложенного следует ряд принципиальных положений, которые определяют не только технологию процесса, но и устройство оборудования и оснастки.

К ним относятся следующие:

1. Конструкция литьевой машины обязательно включает: блок подготовки расплава и его подачи в форму (инжекционный узел); блок запирания (и размыкания) формы в виде прессового устройства с ползуном (узел смыкания); блок привода, обеспечивающего все виды движения подвижных устройств оборудования и оснастки;

2. Устройство управления литьевой машиной, реализующее требуемую последовательность взаимодействия блоков, силовых и кинематических узлов, а так же температурные, скоростные, нагрузочные параметры, обеспечивающие оптимальный режим работы оборудования.

3. Литьевые машины являются сложными и недешевыми устройствами, насыщенными современными техническими решениями.

Применение литьевых машин для реализации технологии литья под давлением требует квалифицированного технико-экономического обоснования, главные элементы которого: крупнотиражность и геометрическая сложность изделия, доступность и достаточность по технологическим, физико-механическим и эксплуатационным свойствам полимерного материала, выбранного для производства.

Методы литья под давлением

Для выравнивания давления и улучшения условий заполнения формы применяют литье под давлением с предварительным сжатием расплава, инжекционное прессование, литье под давлением с наложением механических колебаний и др. методы.

Литье под давлением с предварительным сжатием расплава

Литье под давлением с предварительным сжатием расплава осуществляют на литьевой машине, сопловый блок которой снабжен краном. При закрытом кране производят сжатие расплава полимера в нагревательном цилиндре машины до давления литья. После открытия крана расплав под высоким давлением с большой скоростью заполняет полость литьевой формы и дополнительно нагревается за счет работы сил трения. Для предотвращения механодеструкции полимерного материала скорость течения литьевого расплава по литниковым каналам иногда ограничивают. Предварительное сжатие расплава позволяет в 1,5-2 раза уменьшить время заполнения формы и увеличить путь течения расплава до момента его застывания, что позволяет отливать длинномерные тонкостенные детали.

Инжекционное прессование

Инжекционное прессование отличается от обычного литья под давлением тем, что впрыск дозы расплавленного полимерного материала производят в неполностью сомкнутую форму. Уплотнение материала осуществляют при окончательном смыкании формы (прессование). Метод позволяет получать как очень тонкостенные, так и толстостенные детали из термо- и реактопластов. Изделия, изготовленные этим методом, имеют меньшую анизотропию (зависимость физических свойств вещества от направления) механических свойств и меньшую усадку.

Литье под давлением с наложением механических колебаний

Литье под давлением с наложением механических колебаний применяют для изготовления изделий из полимерных материалов, расплавы которых обладают ярко выраженными свойствами псевдопластичных жидкостей. Воздействие механических колебаний вызывает резкое снижение вязкости таких расплавов, в результате чего уменьшается время заполнения формы и происходит более равномерное распределение давление по длине оформляющей полости.

Интрузия

Интрузия – метод формования толстостенных изделий на винтовых литьевых машинах, объем впрыска которых может быть значительно меньше объема формуемого изделия. В процессе заполнения формы литьевая машина работает в режиме экструдера, нагнетая расплав полимера через широкие литниковые каналы в оформляющую полость при сравнительно невысоком давлении; после заполнения формы винт (шнек) под действием гидроцилиндра движется как поршень вперед и подает в форму под более высоким давлением количество расплава, необходимое для оформления детали и компенсации усадки материала.

Pim-Технология

Новый процесс формирования сложных изделий, изготавливаемых из керамических или металлических порошковых материалов. Технология литья под давлением порошковых материалов все чаще используется при изготовлении сложных деталей промышленного или бытового назначения. Наряду с другими технологическими процессами формовки, такими, как прецизионное литье, литье порошковых материалов широко применяется при осевом или изостатическом формовании. Детали, изготовленные из керамического или металлического порошкового материала, находят применение в автомобилестроении, станкостроении, при производстве магнитов, в текстильной промышленности, в часовой промышленности, для производства товаров народного потребления, в прецизионных механизмах, в медицине, стоматологии и фарфоровой промышленности. В принципе, все материалы, представленные в форме спекаемого порошка могут быть смешаны с соответствующим пластикатом и переработаны на литьевой машине. В качестве наиболее часто встречающихся следует упомянуть металлические порошки, а также порошковые оксиды, карбиды и силикаты. Для переработки металлических или керамических порошковых материалов требуется осуществить перемешивание порошкового основания и пластиката, обеспечив таким образом гомогенизацию смеси, после чего (с помощью специального экструдера) получить гранулированный материал. Этот гранулят, иными словами сырье, подготовленное для литья под давлением, пластифицируется в цилиндре пластикации ТПА (термопластавтомата), а затем впрыскивается в прессформу. Из полученной детали сначала удаляется пластикат — связующее вещество, после чего полученная заготовка подвергается термической обработке в специальных печах спекания. Литье металлических и керамических материалов становится экономически эффективным, когда сложные детали высокой точности исполнения требуется производить в больших количествах. Строгая последовательность литьевого рабочего цикла и стабильность процесса позволяют производить первичные заготовки из порошковых материалов. Детали с внутренними резьбами, выемками сложной формы и высоким качеством поверхности могут производиться быстро и качественно на термопластавтоматах в ручном или автоматическом режимах.

Мультикомпонентное литье

Задачей мультикомпонентного литья является автоматическое производство изделий из более, чем одного полимерного компонента в рамках одного рабочего цикла. В данном процессе каждый цвет или компонент четко разграничен друг от друга; последующий компонент впрыскивается поверх предыдущего — как это имеет место в случае изготовления автомобильной оптики или рамочных компонентов с интегрированными элементами индикации. Мультикомпонентное (многоцветное) литьё может предусматривать два, три или четыре компонента. При этом значительно увеличивается сложность конструкции пресс-формы. Для сложных конфигураций стыковки компонентов часто используют пресс-формы с поворотными модулями.

Индексный поворотный механизм, необходимый для этих типов задач, может представлять собой как модуль, интегрированный в пресс-форму, так и устройство, смонтированное на самой машине. В зависимости от конструкции пресс-формы, можно поворачивать либо целую половину формы, либо лишь одну внутреннюю плиту формы.

Многослойное литье

Многослойное литье относится к специальным видам, иногда называемым соинжекционными. Это название отражает общую особенность этих методов — обязательное участие в процессе двух, а в некоторых случаях и трех инжекционных узлов, в каждом из которых пластицируется полимерный материал с индивидуальными свойствами. Таким образом, появляется возможность получать многоцветные изделия, изделия, состоящие из различных видов пластмасс (поверхность из ПЭВП, а основной объем из вспененного полистирола), использовать вторичное полимерное сырье для внутренних, неответственных частей деталей, производить изделия гибридной конструкции и пр. Многослойное литье осуществляется несколькими способами.

Сэндвич-литье

Сэндвич-литье заключается в попеременной подаче в литьевую форму полимерных расплавов из двух пластикаторов. При использовании червячных пластикаторов процесс может выглядеть следующим образом. Два инжекционных узла присоединяются к соплу, в конструкции которого предусмотрено переключающее устройство. Как правило, это управляемый игольчатый клапан (ИК). Клапан попеременно или одновременно соединяет с литьевой системой формы пластикационные узлы. По схеме материал из узла под высоким давлением и с высокой скоростью инжектируется в форму, образуя наружное покрытие изделия. Затем внутренний объем изделия заполняется материалом из узла II, б), после чего в работу повторно включается узел I, добавляющий остатки расплава в форму и «запечатывающий» изделие.

Соинжекционное литье

Соинжекционное литье требует применения сопла специальной конструкции, называемого также разделительной головкой. Эта технология позволяет получать изделия с числом слоев больше двух, с полным или частичным разделением цветов.Литье в многокомпонентные формы (Multi-component injection molding) позволяет получать изделия с четким разделением цветов, а также детали гибридной конструкции (рис. 10.33), в которых из каждого полимерного материала исполнена центральная или периферийная часть. В этом случае инжекционные узлы выполняют традиционные функции, а конструкция детали определяется устройством литьевой формы. На представленной схеме литьевая форма имеет две литниковых системы, постоянно сомкнутые с инжекционными узлами I и II. В пуансоне формы имеются подвижные вставки, перемещаемые пневмоприводами. Вставки оформляют тот или иной конструкционный элемент изделия. Особенность этого метода состоит в том, что работа узлов инжекции происходит изолировано друг от друга. Поэтому если узел II в приведенном примере работает в режиме инжекции, то узел I может действовать в интрузионном режиме, благодаря чему объем части изделия, формуемой из полимера I, может иметь весьма значительный размер.

Ротационное литье

Ротационное литье является разновидностью описанного выше способа, поскольку позволяет решать те же задачи, однако требует использования съемной вставки. После оформления центральной части изделия (узел I) вставка извлекается, а в образовавшийся объем инжектируется расплав из узла II. В цикл производства изделия ротационным литьем введена дополнительная операция размыкания формы и удаления (установки) вставки, что не способствует высокой производительности метода.

Литье с газом

Литье с газом является самым экономичным методом получения визуально-толстостенных изделий. При литье крупногабаритных изделий (бамперы, панели приборов, корпуса телевизоров, мониторов и т.д) литье с газом позволяет получать качественное изделие, уменьшая требования к усилию замыкания литьевой машины. При литье с газом применяются обычные литьевые машины, и это является одной из причин популярности таких технологий. Одно из преимуществ литья газом — возможность использования литьевых машин с существенно меньшим усилием замыкания, что дает большой экономический эффект при литье крупногабаритных изделий.При традиционном литье под давлением уплотнение полимера в формующей полости происходит за счет давления, создаваемого в гидроцилиндре узла впрыска литьевой машины (стадия выдержки под давлением). Давление передается в удаленные области отливки через остывающий полимер, при этом на утолщениях, напротив ребер или бобышек появляются утяжки. Неравномерное уплотнение является причиной неравномерности усадочных процессов, что ведет к короблению, вызывает высокие остаточные напряжения.

При литье с газом уплотнение полимера происходит за счет давления газа (обычно 50-200 атм), поэтому процесс уплотнения проходит легче (даже при небольшом давлении газа), чем в обычном литье под давлением. В качестве газа применяется азот, который имеет низкую цену, инертен и доступен. Источником газа являются баллоны с азотом (при небольших объемах производства) или специальные генераторы азота. Литье с газом позволяет получить изделия с хорошим качеством поверхности, без утяжек и коробления, с минимальным уровнем остаточных напряжений, т.е. с высокой стабильностью размеров.Технология литья с газом позволяет получить ряд преимуществ, таких как:- Высокое качество поверхности изделия (отсутствуют утяжки);- Снижение времени цикла;- Возможность применения ТПА с меньшим усилием смыкания;- Экономия материала.Множество вариантов технологий литья с газом можно разделить на 2 типа.

К первому типу относятся технологии, в которых газ подается в расплав полимера, образуя внутренние полости (“gas-assisted injection molding» (GAIM или GAM) или «gas innendruck technik» (GIT или GID)).

В технологии второго типа газ подается в полость формы и создает внешнее давление на изделие («external gas molding»). Оба типа технологий могут быть реализованы на одном и том же оборудовании.

Существует несколько разновидностей технологий с подачей газа в расплав полимера (первый тип), которые могут быть классифицированы по особенностям проведения технологического процесса, по месту подачи газа, по типам получаемых изделий:
1. Литье с неполным впрыском полимера — см. рис.4 (blow up process, short shut process);

2. Литье с полным впрыском с применением прибыли — 100%-ное заполнение формующей полости расплавом перед подачей газа (overflow process/side cavity process/spill-over process а также plastic expulsion process);
3. Литье с полным впрыском с вытеснением расплава полимера в материальный цилиндр литьевой машины (push back process);

4. Литье с локальной подачей газа в область изделия для устранения утяжек (compensation process);

5. Литье со смещением знаков прессформы (core-pull process).В технологии литья с внешним давлением газа (второй тип) процесс проводится как в обычном литье под давлением с той лишь разницей, что после впрыска полимера в полость формы подается газ. Газ подается между обратной (нелицевой) стороной изделия и стенкой формы.

Процесс позволяет получить высокое качество лицевой поверхности изделия, при этом поверхность обратной стороны изделия, на которую непосредственно действует давление газа, оказывается неровной. Полость формы в этом процессе должна быть надежно уплотнена для предотвращения утечек газа.

Разновидности термопластавтоматов

Термопластавтоматы представляют собой сложные технические устройства, оснащенные разнообразными средствами автоматизированного управления параметрами технологического процесса. Конструкции литьевых машин весьма разнообразны. Основными классификационными признаками ЛМ являются усилие запирания формы (кН), то есть смыкания формы, создаваемое прессовым блоком, и объем впрыска или мощность, выражаемая числом кубических сантиметров расплава, которые могут быть подготовлены машиной для однократной подачи в литьевую форму. Выпускаемые промышленностью серийные литьевые машины, как правило, объединены в типоразмерные ряды по двум, указанным выше параметрам.

Кроме того, ТПА подразделяются по технологическим и основным конструктивным признакам:

— по способу пластикации — на одно-, двухчервячные, поршневые и червячно-поршневые;
— по особенностям пластикации — на ЛМ с совмещенной и раздельной пластикацией (предпластикацией);
— по количеству пластикаторов — с одним, двумя и более пластикационнымиузлами;
— по числу узлов запирания формы (узлов смыкания) — одно-, двух- и многопозиционные (ротационные, карусельные);
— по конструкции привода — электро- и гидромеханические, электрические;
— по расположению оси цилиндра узла пластикации и плоскости разъема литьевой формы — горизонтальные, вертикальные, угловые

Угловые ТПА используются для литья крупных изделий с затрудненным извлечением из формы.

Возможны два типа таких машин:
— с горизонтальным пластикатором и вертикальным разъемом формы;
— с горизонтальным разъемом формы и вертикальным узлом инжекции.

Вертикальные ТПА наиболее удобны при производстве некрупных, в том числе армированных, деталей (обычно до 0,5 кг) в съемных формах.
Наибольшее распространение получили горизонтальные одночервячные с совмещенной пластикацией ТПА. Они обеспечивают объемы впрыска от 4 см3 до 70 000 см3 при усилии запирания формы от 25 до 60 000 кН.

Принципиальная схема такого ТПА следующая.

Все функциональные блоки и устройства ТПА располагаются на жесткой раме. Гранулированный полимерный материал из бункера поступает в материальный цилиндр, захватывается вращающимся шнеком и транспортируется в направлении мундштука. При этом гранулированный материал нагревается, уплотняется в пробку и под действием тепла от трения о поверхность винтового канала червяка и поверхность цилиндра, а также за счет тепла от наружных зонных электронагревателей пластицируется, то есть расплавляется под давлением, и, пройдя через обратный клапан, накапливается в зоне дозирования материального цилиндра. Под действием возникающего при этом давления червяк отодвигается вправо, смещая плунжер и хвостовик с имеющимся на нем (условно) концевым выключателем. Установкой ответного выключателя на линейке регулируют отход червяка и, следовательно, подготовленный к дальнейшим действиям объем расплава в зоне дозирования и мундштука. После срабатывания концевых выключателей и вращение червяка прекращается — требуемая доза расплава подготовлена. Далее, гидроприводом пластикационный, называемый также и инжекционным, узел сдвигается влево до смыкания мундштука с литниковой втулкой, установленной в стойке. К этому моменту завершает смыкание частей пресс-формы и прессовый узел ТПА. Он представляет собой, по сути, горизонтальный рычажно-гидравлический пресс, состоящий из задней и передней плит-стоек, соединенных, как правило, четырьмя колоннами и по которым смещается вправо (смыкание) и влево (размыкание) ползун. Ползун приводится в движение от рычажно-гидравлического механизма.

После приведения всех блоков в исходное состояние создается давление в гидроприводе осевого движения червяка, который, действуя аналогично поршню, инжектирует расплав полимера из материального цилиндра в пресс-форму, где и образуется изделие. Наконечник, установленный на червяке, способствует уменьшению образования застойных зон после впрыска. В период формообразования изделия червяк приводится во вращение для подготовки следующего объема впрыска.

После охлаждения расплава до заданной температуры форма раскрывается, и изделие с помощью выталкивателей или применением робототехнических устройств удаляется из рабочей зоны литьевой машины.Все подвижные узлы ЛМ обеспечиваются энергоносителем от главного привода, состоящего из электродвигателя, насосного блока, установленного в маслосборнике, и системы трубопроводов высокого и низкого давления. Для вращения червяка в данной схеме служит гидродвигатель с зубчатой передачей.К достоинствам машин описанного типа относят высокую производительность, универсальность по видам перерабатываемых материалов, удобство управления и обслуживания, а также надежность в эксплуатации.
Определенный недостаток таких ТПА, впрочем, как и всех термопластавтоматов с совмещенной пластикацией, состоит в существенных потерях при осевом движении червяка от трения материала о стенки цилиндра, что затрудняет достижение высоких скоростей впрыска.

Пресс-формы

Литьевые формы предназначены для непосредственного получения изделий из расплава, подготовленного в узле пластикации ТПА. Поэтому их функция состоит в приеме расплава, его распределении по формообразующим объектам, в формовании изделий и затем в их выталкивании. Конструкции литьевых форм весьма разнообразны, что вызвано двумя главными причинами: широчайшим ассортиментом получаемых изделий и разнообразием перерабатываемых полимерных материалов. Кроме того, на конструкцию литьевых форм влияет вид материала (термо- или реактопласт), тип оборудования, характер производства, особые требования к изделиям и пр.

С точки зрения состояния полимерного материала в течение цикла производства изделия литьевые формы для термопластов подразделяются на холодно- и горячеканальные. В холодноканальных формах во время цикла формования затвердевает весь объем поступившего в форму материала. В горячеканальных — определенная зона формы, горячая, постоянно заполнена расплавом, часть которого периодически поступает в формующие полости, расположенные в охлаждаемой зоне.

Формы для реактопластов принципиально сходны с холодноканальными с тем отличием, что вместо охлаждающей системы они имеют нагревательные устройства, поддерживающие в формующей камере температуру, требуемую условиями отверждения полимера (160-200 °С).

По числу оформляющих гнезд литьевые формы могут быть одно- и многогнездными (до 720), что, в свою очередь, определяет особенности литниковых систем.

Холодноканальные формы

Этот тип форм наиболее распространен в литье под давлением. До 90 % изделий, получаемых на ТПА, приходится на холодноканальную технологию. Достоинства подобных литьевых форм: сравнительно невысокая стоимость, простота изготовления и обслуживания, сравнительно невысокая стоимость ремонтно-восстановительных операций и универсальность по виду перерабатываемых полимеров.

Принципиальное устройство холодноканальной формы следующее.

Формообразующими деталями являются матрица, пуансон и литниковая втулка, выталкиватели. Все эти детали в той или иной мере соприкасаются с расплавленным полимером, участвуют в оформлении отливки и являются технологическими, то есть непосредственно участвующими в технологии процесса.

Конструктивные детали, то есть такие, которые обеспечивают взаимодействие элементов литьевой формы, ее прикрепление к ползуну и стойке узла смыкания, терморегулирование формы и др., — это центрующая шайба, плиты, пластина и направляющие колонки с втулками. В матрице и пуансоне выполнены цилиндрические каналы для охлаждающей жидкости.

Вентиляционные каналы соединяют оформляющую полость с атмосферой. Они служат для удаления воздуха и летучих веществ из объема, заполненного расплавом. Максимальная глубина каналов определяется материалом изделия и составляет от 0,04 до 0,06 мм. Число каналов выбирается конструктивно. Нередко, особенно в случае тонкостенных изделий, газообразные вещества из формующей камеры удаляются через зазоры в сопрягаемых элементах формы.

При работе плита прикрепляется болтами к передней стойке ТПА и штифуется, а плита таким же способом прикрепляется к ползуну. Поэтому матричная часть формы неподвижна, а пуансонная перемещается возвратно-поступательно, открывая (размыкая) и запирая (смыкая) форму. При отходе пуансона влево шток упирается в неподвижную заднюю стойку ТПА, вследствие чего узел выталкивателя смещается относительно пуансона, его штоки упираются в изделие и литник и выбрасывают их из формы.

Горячеканальные формы

В настоящее время в различных странах, в зависимости от уровня их технического развития, горячеканальными формами перерабатывают от 10 до 30 % термопластов. Горячеканальная технология считается перспективной и ее применение расширяется. Суть этой технологии довольно проста. Форма состоит из двух частей: холодной матрицы, в которой происходит формообразование изделий, и значительно более сложной горячей части. Обогреваемые горячие каналы формы постоянно заполнены расплавленным полимерным материалом. Горячеканальная часть формы оснащена усовершенствованными предкамерными узлами впрыска с точечным впуском.

Усовершенствование состоит, в частности, в использовании автономно управляемых игольчатых клапанов с индивидуальным пневматическим или иным приводом. В заданный момент игольчатый клапан перекрывает впускное отверстие, что не только прекращает течение расплава, но и позволяет практически исключить образование на поверхности изделия неровностей от литников. При работе инжекционный узел ТПА постоянно сомкнут с формой, действие ее игольчатых клапанов согласовано с движением пластикатора.

Достоинства горячеканальной технологии:

1. Полное отсутствие литниковых отходов.

2. Исключена операция отрыва литника от изделия.

3. Расплав полимера предельно приближен к формообразующей камере, что способствует повышению качества изделий.

4. Это же обстоятельство позволяет получать крупные по размеру изделия (пластмассовая мебель) с минимальной толщиной стенки и, следовательно, более эффективно использовать дорогостоящий полимерный материал.

Недостатки горячеканальной технологии:

1. Ассортимент перерабатываемых полимеров ограничен требованиями термостабильности.

2. Расплав полимера должен быть маловязким (ПТР > 8 г/10).

3. Инжектирование расплава требует увеличения усилия впрыска в пластикаторе.

4. Горячий блок формы оснащен высокоточными устройствами терморегулирования и управления.

Конструкция, устройство и обслуживание формы существенно сложнее по сравнению с холодноканальными. Все это является причинами высокой стоимости горячека.нальных форм, применение которых требует тщательного технико-экономического обоснования (тираж изделий, их рыночная стоимость, продолжительность спроса и др.).

26028 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Производство листов отключены

Производство листов

| Производство листов | 16.10.2008

Лист представляет собой плоский прямоугольный профиль с большим, чем у пленки, отношением ширины к высоте (как правило, листом называют пластину толщиной более 1,5-2 мм и шириной до 2000 мм и более). Кроме того, производство листов имеет много общего с производством профильных изделий, вследствие чего технологические схемы этих процессов весьма близки. Однако имеются и весьма серьезные различия, в первую очередь в конструкции формующего инструмента и приемного оборудования. Основное количество листовых термопластов (полистирол, сополимер АБС, акрилаты и др.) используется для переработки в изделия методами термоформования. Наибольший интерес представляют листы толщиной 4-10 мм и шириной не менее 1000мм. Для получения расплава с высокой степенью гомогенности в производстве листовых материалов применяются главным образом одношнековые экструдеры диаметром 90-150 мм и более с высоким отношением L/D (как правило, не менее 25:1); обычно червяк имеет нарезку постоянного шага с постепенно убывающей глубиной (без резкой ступени сжатия) и с дозирующей зоной. Решающее условие получения высококачественного листа и профиля равномерная, без пульсации и толчков, подача материала экструдером. Помимо геометрии червяка и поддержания равномерного и постоянного теплового режима, большое значение имеют свойства сырья и равномерность его подачи в экструдер. Это особенно касается переработки материала с добавлением отходов: необходимо не только поддерживать постоянным их содержание, но и добиваться равномерного распределения в новом материале.

1519 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Экструзионно-выдувное формование отключены

Экструзионно-выдувное формование

| Формование | 16.10.2008

Для производства полых и объемных изделий из термопластов — канистр, бочек, бутылей, флаконов, игрушек и т. п. — наибольшее распространение получил метод раздувного формования. Производство изделий этим методом осуществляется в две стадии: сначала получают трубную заготовку с температурой несколько ниже температуры плавления, которую затем раздувают сжатым воздухом. В отличие от большинства методов получения изделий из пластмасс, где формование осуществляется из расплава, в основе этой технологии лежит использование не только пластической, но и преимущественно высокоэластической деформации, которая присуща только полимерам и является результатом перехода свернутых в клубок или собранных в пачки макромолекул в вытянутую форму под воздействием механических сил.

В зависимости от выбранного способа получения заготовки различают два метода раздувного формования: экструзионный и литьевой.

В первом случае с помощью экструдера формуется заготовка в виде трубки (рукава), которая затем поступает в форму, где и происходит собственно процесс формования изделия за счет создания внутри заготовки повышенного давления воздуха.

Благодаря большой производительности и высокому уровню автоматизации этот метод является в настоящее время основным способом формования полых изделий и, в результате ряда усовершенствований, позволяет получать изделия объёмом от единиц миллилитров до нескольких десятков и даже сотен литров.

Для приготовления полых изделий применяются, как правило, экструдеры сравнительно небольших размеров, с диаметром шнека 50-90 мм. Поскольку сопротивление головки сравнительно невелико, а основным требованием является получение расплава с высокой однородностью, длина шнека также не превышает 15-18 D. Схематически процесс производства полых изделий можно представить следующим образом.

Расплавленный и гомогенизированный в экструдере материал выдавливается из головки вниз в виде трубчатой заготовки, которая попадает в открытую к этому моменту форму. После того, как длина заготовки достигнет необходимой величины, полуформы смыкаются, зажимая нижний и верхний края заготовки своими бортами. При этом происходит сварка нижнего конца заготовки и оформление отверстия на ее верхнем конце (или наоборот; об этом ниже). После смыкания формы в нее через дорн пли ниппель подается сжатый воздух, под действием которого размягченный материал рукава принимает конфигурацию внутренней полости формы. В результате соприкосновения с холодными стенками формы полимер затвердевает; далее форма раскрывается, готовое изделие извлекается и направляется на окончательную обработку (удаление приливов, снятие заусенцев и т. п.). Производство полых изделий осуществляется на специальных агрегатах, снабженных (помимо экструдера) механизмом перемещения, разъема и смыкания формы с гидравлическим или пневматическим приводом. Так как процесс формования распадается на две неравные по продолжительности стадии: короткую стадию выдавливания заготовки и длительную — формования и охлаждения изделия, то для повышения производительности большинство агрегатов выполняется либо многопозиционными, с несколькими формами, либо — особенно при производстве изделий небольшого объема — снабжается двух- и более канальной формующей головкой, иногда с несколькими мундштуками на каждом из каналов. В первом случае процессы получения заготовки и оформления изделия разобщены и происходят в одной форме, но в различных позициях агрегата; во втором -материала из экструдера поступает периодически в один или группу соединенных параллельно мундштуков, через которые заготовки попадают в форму. За время формования и охлаждения готовых изделий в этой форме в остальные подаются заготовки, начинается процесс формования и т. д. Для этого специальный кран, соединенный с приводом полуформ, направляет поток расплава последовательно в каждый из каналов, ведущих к формующей головке. Для нормальной работы агрегата скорость выдавливания всех заготовок должна быть одинаковой, поскольку смыкание всех форм происходит одновременно.

Формование заготовки является важнейшей операцией, которая во многом предопределяет свойства и качества готового изделия. Поступающий в мундштук расплав должен быть гомогенным, иметь постоянную температуру по всему периметру заготовки и выдавливаться совершенно равномерно (без пульсации). При получении изделий, имеющих в сечении форму прямоугольника, эллипса и т. п., а также изделий сложной конфигурации, сечение формующей щели делают неодинаковым — для получения готового изделия со стенками одинаковой толщины участки заготовки, которые раздуваются больше, должны иметь большую толщину. Следует иметь в виду, что выдавливаемая заготовка имеет большую толщину, чем сечение формующего зазора вследствие так называемого «разбухания» экструдата, носящего релаксационный характер.

«Разбухание» зависит от скорости сдвига, длины формующего канала и вязкости расплава, что затрудняет управление процессом.

Кроме того, при формовании продолговатых и длинных изделий было отмечено, что из-за вытягивания пластичной заготовки под действием собственного веса толщина стенок верхней части изделия оказывается меньшей, чем нижней части.

Разнотолщинность заготовки зависит от скорости выдавливания расплава, его вязкости и веса заготовки. Обычно формование заготовки ведут при минимально возможной температуре расплава и высокой скорости экструзии. Поэтому в современных машинах для управления формой, размерами и толщиной стенок заготовки используются микропроцессоры, позволяющие за счет изменения скорости подачи расплава и осевого перемещения конического дорна формировать заготовку с необходимой степенью разнотолщинности. Минимальная разнотолщинность достигается при коэффициенте раздува 3-3,5.

Соответствующая программа составляется заранее с учетом геометрии изделия, температурных параметров процесса и реологических характеристик расплава полимера. Перед началом формования следующей заготовки дорн автоматически возвращается в исходное положение.

В зависимости от конструкции изделия и формующего инструмента подача сжатого воздуха для формования изделия может производиться через дорн (сверху), через специальный ниппель (снизу) или через полую иглу (рис. 9.2). Последний способ применяется главным образом при производстве замкнутых изделий (без отверстия), так как формующее отверстие в этом случае очень мало и затягивается после удаления иглы разогретым материалом.

При необходимости изготовления больших по массе изделий обычный экструдер не может обеспечить выдавливание заготовки с достаточной скоростью, а установка высокопроизводительного экструдера (с большим диаметром шнека) невыгодна, так как из-за периодичности процесса формования изделия он будет использоваться весьма непроизводительно. Поэтому агрегат для производства крупногабаритных изделий, как правило, снабжается копильником — горизонтальным или вертикальным гидравлическим прессом, материальный цилиндр которого оснащен обогревателями.

После заполнения копильника экструдер останавливают, в прессовой гидросистеме копильника создается давление, под действием которого его поршень с заданной скоростью выдавливает через угловую головку необходимую порцию расплава полимера (рис. 9.3). Трубчатая заготовка попадает в форму, установленную на специальной раме; после смыкания формы включается привод экструдера, который подает в копильник новую порцию расплава, в то время как в форме происходит оформление и охлаждение изделия. Формование изделий производится воздухом с давлением до 0,5 МПа, для выдавливания заготовки давление в гидросистеме может достигать 15 МПа.

Готовые отформованные изделия нуждаются в дополнительной обработке, поскольку на торцевых стенках (а иногда и на боковых) имеется избыточный материал, отжатый бортом формы. Удаление таких прибылей, обрезка пресс-кантов, горловин или ниппелей осуществляется с помощью приспособлений или вручную.

Итак, технологический процесс получения изделий методом экструзионно-выдувного формования складывается из следующих операций:

— гомогенизация расплава и выдавливание рукавной заготовки

— раздув заготовки в форме и формование изделия

— охлаждения изделия и его удаление из формы

— окончательная обработка готовых изделий

При правильном выборе конструкции экструзионного агрегата он обеспечивает необходимое качество расплава полимера (температура, гомогенность). Использование копильника должно лишь способствовать более высокой скорости формования заготовки большой массы.

Как уже отмечалось выше, формование заготовки связано с возникновением ее разнотолщинности в результате разбухания экструдата и растяжения под действием собственного веса. Разбухание экструдата определяется геометрией формующего канала, скоростью выдавливания заготовки и в значительной степени может быть учтено на стадии выбора технологом формующего инструмента. В целом, разбухание рукава уменьшается с увеличением длины канала в головке, ростом температуры расплава. При увеличении скорости выдавливания заготовки разбухание возрастает. Изменение толщины стенки заготовки в результате растяжения можно уменьшить за счет снижения температуры расплава, однако лишь до определенных пределов, так как это вызывает необходимость повышения давления на стадии формования изделия и сопровождается ухудшением качества поверхности готовых изделий.

В процессе получения изделий прямоугольной формы для компенсации разницы степени вытяжки прибегают к использованию эллиптического мундштука в сочетании с цилиндрическим дорном.

Применение микропроцессоров не только полностью автоматизирует стадию формования заготовки, но и позволяет добиться высокой стабильности работы агрегата, при выпуске высококачественных изделий.

Стадия раздува заготовки начинается после смыкания полуформ и защемления части контура будущего изделия пресс-кантами формы; одновременно трубчатая заготовка отделяется от формующей головки. Раздув заготовки первоначально носит «свободный» характер — изменение толщины происходит достаточно равномерно, и раздуваемый рукав имеет форму «пузыря».

После контакта расширяющейся заготовки с формой эта равномерность нарушается — деформация контактирующих с формой
участков заготовки прекращается в результате более быстрого охлаждения (толщина стенки равна ), и формование остальных частей изделия происходит лишь за счет ориентации при продольной вытяжке в неохлажденных частях заготовки (участок k-k). В этом случае толщина стенки уменьшается. На качество изделия на этой стадии процесса формования решающее влияние оказывают давление воздуха и температура заготовки. С увеличением давления улучшается качество поверхности, снижается коробление, уменьшается время охлаждения. Отметим, однако, что формование с избыточным давлением требует значительного повышения усилия смыкания формы.

Стадия охлаждения начинается с момента контакта заготовки с поверхностью охлаждаемой формы и заканчивается после охлаждения наиболее толстых участков изделия, примыкающих к горловине или днищу. Преждевременное извлечение изделий сопровождается размягчением соседних с горловиной участков и их необратимым деформированием.

Основным фактором на этой стадии является температура формы. Она не только отражается на качестве готовых изделий, но и определяет производительность процесса, так как охлаждение составляет от 50 до 75 % времени цикла формования. Поэтому широко используют интенсивное охлаждение форм различными хладагентами, подачу в полость изделия охлажденного воздуха, водяного тумана, жидкого азота и углекислоты. Однако охлаждение формы ниже 0-5 °С нецелесообразно из-за опасности ухудшения качества поверхности готовых изделий вследствие отпотевания поверхности формы.

Время охлаждения можно сократить понижением температуры расплава (может сопровождаться ухудшением качества поверхности готовых изделий) и повышением давления воздуха, что способствует улучшению теплоотдачи от изделия к стенке формы.

В результате охлаждения изделий их объем уменьшается вследствие естественной усадки. Наибольшая усадка наблюдается в диаметральном направлении, поскольку здесь развивается максимальная деформация при формовании изделия. Для получения выдувных изделий с одинаковой усадкой в продольном и поперечном направлениях необходимо, чтобы степень вытяжки была равна коэффициенту раздува.

Производство изделий методом экструзии с раздувом сопровождается образованием значительного количества отходов (до 35 %). Большая их часть вполне пригодна. Для повторной переработки на тех же агрегатах после соответствующей трансформации в гранулы. При этом количество добавляемых к свежему сырью отходов не должно превышать 30-40 %.

Литьевой метод раздувного формования предполагает получение заготовки методом литья под давлением.

В этом случае расплав из цилиндра термопластавтомата впрыскивается в литьевую форму и трубчатая заготовка оформляется в зазоре между стенками формы и внутренним пустотелым сердечником. Заготовке может быть придана необходимая форма, причем горловина, ручки, необходимые приливы на наружной поверхности оформляются сразу при литье. После окончания процесса литья форма размыкается, и сердечник вместе с горячей заготовкой перемещается в другую форму, где после смыкания полуформ осуществляется процесс раздува за счет подачи сжатого воздуха во внутреннюю полость. При этом размер изделия увеличивается, а толщина стенок уменьшается. Так как геометрическая форма заготовки задается заранее, этот метод позволяет получать сложные по конфигурации изделия, изделия с равномерной толщиной стенок и необходимым соотношением толщины стенок в разных его частях, но из-за необходимости переоборудования литьевых машин, а также из-за высокой стоимости литьевых и раздувных форм этот метод находит ограниченное применение.

В последние годы получил распространение вариант этой технологии, когда стадии отливки заготовки и ее раздува разделены. Заготовка, называемая преформой, отливается в многогнездной форме на термопластавтомате и полностью охлаждается. Нередко преформы являются самостоятельной товарной продукцией. Раздув заготовки осуществляется воздухом на специальном агрегате после ее предварительного разогрева, с последующим охлаждением в форме.

Изготовление пустотелых изделий раздуванием позволяет уменьшить толщину их стенки, сокращает расход дорогостоящего полимерного материала (например ПЭТФ) вследствие отсутствия пресс-кантов и приливов, увеличивает прочность и улучшает внешний вид продукции.

Следует, однако, подчеркнуть, что все изделия, изготовленные за счет реализации высокоэластической деформации, обладают способностью необратимо утрачивать свою форму при повышении температуры выше определенного предела, что накладывает ограничения на температурный интервал их эксплуатации. Таким пределом является температура размягчения.

Ротационное формование

Этот метод переработки позволяет получать полые изделия разнообразных форм и размеров из термопластичных материалов, используемых в виде порошков или паст (пластизолей). Процесс ротационного формования отличается простотой и включает три основных стадии. На первой из них I в холодную форму, представляющую собой полую раковинообразную конструкцию, загружается определенное количество полимерного материала. Далее (стадия II) закрытую форму помещают в камеру нагрева, где и происходит собственно процесс формования. При этом с помощью соответствующих устройств форма приводится во вращение относительно двух осей. При вращении с относительно невысокой частотой (от 0,4 до 2,0 с-1) расплавленный полимер распределяется по стенкам формы.

Третья стадия III заключается в охлаждении формы с отформованным изделием, которое может осуществляться с помощью холодного воздуха или водяного тумана; при этом форма продолжает вращаться для полного и равномерного затвердевания полимера по всей поверхности формы. После завершения охлаждения форма раскрывается и готовое изделие извлекается из нее; благодаря усадке материала при охлаждении изделия процесс извлечения не вызывает затруднений.

Ротационное формование широко используется для изготовления разнообразных изделий самой различной величины и формы — деталей приборов, корпусных деталей мебели, бочек и контейнеров, лодок и др. Процесс происходит при атмосферном давлении, условия формования исключают значительные нагрузки на стенки оснастки, поэтому формы для ротационного формования могут иметь тонкие стенки и относительно дешевы. Объем формуемых изделий определяется размерами камеры нагрев; и может достигать нескольких кубометров. Для обогрева форм используется горячий воздух (электрические нагреватели) или сжигаемый природный газ.

К преимуществам ротационного формования, по сравнению с другими методами получения полых изделий, относятся простота изготовления и дешевизна оснастки, возможность варьирования толщины стенки (вплоть до 15-20 мм), очень низкий уровень остаточных напряжений в готовом изделии, практически полное отсутствие отходов и, как следствие, экономичность процесса. Благодаря интенсивному развитию в последние годы обнаружен ряд технологических преимуществ этого метода — возможность получения изделий сложной формы со стенками различной толщины, многослойных изделий и т. д.

Низкая стоимость оснастки в ряде случаев делает экономически целесообразным использование ротационного формования для получения малых партий изделий. Недостатками процесса являются длительность цикла формования, ограниченный выбор материалов и их относительно высокая стоимость, низкий уровень размерной точности готовых изделий.

Для переработки методом ротационного формования используются в основном несколько видов термопластов. Это, в первую очередь, полиэтилен, доля которого составляет от 85 до 95% продукции, причем применение находят практически все виды этого полимера, в том числе сшивающийся. Его достоинства — высокая термостабильность, легкая перерабатываемость гранул в порошок, относительно низкая стоимость. Разработана, например, специальная марка полиэтилена, показатель текучести расплава которой при переработке уменьшается с 5 до 1,5. Этот материал характеризуется повышенным значением ударной вязкости при низких температурах (до -30 °С).

Среди остальных полимеров лидирующую роль занимают пластизоли на основе ПВХ (от 10 до 13%), объем производства которых достаточно велик и имеются марки, специально предназначенные для ротационного формования. Для ротационного формования разработаны также специальные марки полиамидов, поликарбонатов, полипропилена, полистирола. Возможно изготовление этим методом изделий из термореактивных полимеров — полиуретанов, эпоксидных композиций и др., а также совмещение процесса полимеризации и формования (например при полимеризации капролактама). В этом случае в форму загружают композицию на основе капролактама и катализатор. В процессе ротационного формования происходит полимеризация. Из смесей полимеров, отличающихся друг от друга значениями температуры плавления, получают двухслойные изделия с различными свойствами слоев. Для предотвращения окисления некоторых термопластов (например полиамидов) в форму нагнетают инертный газ. Иногда ротационное формование осуществляют с использованием жестких вкладышей и вставок.

Для модификации свойств материалов, перерабатываемых ротационным формованием, широко используются различные добавки — термо- и светостабилизаторы вспенивающие агенты, наполнители (в т. ч. и волокнистые) и др. В России конкурентнеспособное по ценам и качеству сырье, пригодное для ротационного формования в настоящее время не производится, кроме ПЭ и ПВХ.

Формы для ротационного формования достаточно просты и изготавливаются из стали или алюминия. Алюминиевые формы используют для изготовления сложных изделий, а также при изготовлении нескольких одинаковых форм (литьем). При эксплуатации формы подвергаются значительным термическим напряжениям из-за многократных циклов нагрева (до 300 °С) и охлаждения.

Выбор оборудования для ротационного формования определяется конфигурацией и размерами изделия, типом материала и серийностью производства. Применяются одно-, трех- и четырехшпиндельные установки непрерывного и периодического действия. Формы крепятся на так называемой «руке», которая осуществляет вращение формы и перемещает ее из одной зоны в другую. Чаще всего для повышения производительности используют машины карусельного типа с тремя или четырьмя «руками». Это позволяет увеличить производительность, сократить расход тепла и получать несколько разных изделий одновременно. Каждая «рука», на которой смонтировано несколько форм, находится в соответствующей зоне технологического цикла. Время нахождения «руки» в определенной зоне определяется временем формования самого трудоемкого изделия, после чего производится одновременное перемещение «рук» в следующую зону технологического цикла.

Ротационное формование относится к практически безотходным процессам. При конструировании ротационных форм можно достичь 100% выхода изделий из исходного сырья. Бракованные изделия и удаляемые части изделий утилизируются, а полученные материалы используются для изготовления новых изделий.

Центробежное формование

Центробежное формование (иногда центробежное литье) — метод изготовления изделий в виде тел вращения — цилиндров (труб), втулок, подшипников скольжения и т. п. Этот метод, как правило, находит применение в тех случаях, когда размеры (габариты или толщина) изделия не позволяют изготовить его другими методами.Для получения изделий по такой технологии в нагретую форму, торцы которой закрыты фланцами, загружают порцию расплава термопласта или жидкой смолы с отвердителем. Если термопласт загружают в форму в виде порошка или гранул, плавление полимера и его гомогенизация в обогреваемой форме существенно снижает производительность. Поэтому для ускорения процесса получения изделий нередко применяют экструдер с копильником, откуда в форму подается необходимый объем расплава.В отличие от ротационного формования процесс осуществляется при высоких частотах вращения нагреваемой формы (до 150 с-1), поэтому под действием центробежных сил в материале развивается достаточно большое давление и усадка готового изделия невелика. После охлаждения и остановки снимаются фланцы, изделие извлекают из формы. Обычно внутренний слой изделия имеет более рыхлую структуру и удаляется механической обработкой для получения необходимого внутреннего диаметра. С учетом этого материал дозируют с запасом в 10-15%.Наибольшее распространение этот метод находит в получении толстостенных труб большого диаметра из полиамидов, полиэфиров и других термопластов с низкой вязкостью расплава; из-за склонности этих полимеров к окислению полость формы заполняется инертным газом (СО2, азот). При изготовлении изделий из полиамидов один из вариантов технологии предусматривает загрузку в форму расплава капролактама и катализатора анионной полимеризации, после чего нагретая форма приводится во вращение. Из-за высокой скорости полимеризации длительность процесса практически не зависит от толщины стенок формуемого изделия.

8386 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Экструзия пленок отключены

Экструзия пленок

| Экструзия пленок | 16.10.2008

Методы экструзии пленок

Под экструзионным производством понимают способ переработки полимерных материалов непрерывным продавливанием их расплава через формующую головку, геометрическая форма выходного канала которой определяет профиль получаемого изделия пли полуфабриката.

Основным оборудованием экструзионного процесса является червячный пресс или экструдер, оснащенный формующей головкой. В экструдере полимерный материал расплавляется, пластицируется и затем нагнетается в головку. В абсолютном большинстве случаев используются различные модификации одно- и двухчервячных экструдеров, называемых также червячными прессами. Иногда применяют дисковые и поршневые пластикаторы.

Различают два основных метода экструзии пленки: экструзия с раздувом рукава и плоскощелевая экструзия. Первый метод позволяет получить пленочный рукав, который может быть сложен или разрезан, а по второму методу получают плоскую пленку. Агрегат для экструзии пленки включает в себя экструдер, снабженный соответствующей головкой (фильерой), узел охлаждения расплавленной пленки, тянущий механизм и наматывающее устройство.

Для разных методов экструзии используют различные конструкции экструзионных головок и типы охлаждения пленки.

Тянущие устройства и узлы намотки также различаются.

Конструкция и принципы работы экструдера и головки одинаковы для обоих методов и вкратце рассмотрены здесь до рассмотрения различных методов производства пленки. В процессе экструзии происходит непрерывное превращение термопластичного материала в виде гранул в изделие, например в пленку.

Последовательность стадий процесса приведена ниже:

1) пластикация сырья в виде гранул или порошка;

2) дозирование пластицированного расплава через фильеру, которая придает ему требуемую форму (например, рукава или плоской пленки);

3) охлаждение и фиксирование требуемой формы;

4) намотка в рулоны.

Стадии 1 и 2 происходят в экструдере, стадии 3 и 4 являются вспомогательными.

Типичный экструдер содержит главный рабочий орган — архимедов винт (шнек), который вращается внутри нагретого цилиндра. Полимерные гранулы поступают через загрузочную воронку, установленную на одном конце цилиндра, и перемещаются с помощью шнека вперед, вдоль цилиндра к головке. При движении вперед гранулы расплавляются за счет контакта tf горячими стенками цилиндра и за счет тепла, выделяющегося от трения. Разогрев за счет трения (экзотермическое тепло) весьма ощутим в современных высокоскоростных машинах и может обеспечить все тепло, требуемое для устойчивого течения, наружный обогрев нужен только для предотвращения остановки машины при пуске, когда материал холодный. Шнек затем продавливает расплавленный полимер через фильеру, которая определяет конечную форму.

Обычно конструкция шнека выбирается в соответствии с видом перерабатываемого полимера. Шнеки характеризуются отношением их длины к диаметру L / D и степенью сжатия. Степень сжатия — это отношение объема витка шнека у загрузочного отверстия к объему витка со стороны головки. Как правило, в одношнековых экструдерах применяют шнеки с отношением L/D от 15: 1 до 30: 1 и степенью сжатия от 2:1 до 4:1.

Шнек экструдера обычно состоит из трех зон: загрузки, сжатия и дозирования. Зона загрузки транспортирует полимер от отверстия под бункером к более горячим секциям цилиндра. Зона сжатия — это зона, где уменьшается глубина нарезки, а значит, и объем витка, что приводит к сжатию плавящихся гранул. Главный эффект сжатия — увеличение сдвигового воздействия на расплавленный полимер, обусловленного взаимным движением поверхности шнека относительно стенки цилиндра. Это улучшает смешение, увеличивает разогрев от трения и приводит к более однородному распределению тепла в расплаве. Назначение последней зоны шнека — дальнейшая гомогенизация расплава, однородное дозирование его через формующую головку, сглаживание пульсации на выходе.

Перед головкой расположена решетка, поддерживающая пакет сеток с крупными и мелкими отверстиями. Эти фильтрующие сетки удаляют загрязнения, которые содержатся в сырье. Это особенно важно в случае получения тонких экструзионных пленок, где даже мельчайшие загрязняющие частицы могут образовывать дырки и даже разрушать пленку. Пакет сеток увеличивает также противодавление в экструдере, что улучшает перемешивание и гомогенизацию расплава.

В шнеке обычно есть канал для обогрева его паром или охлаждения водой. Когда требуется максимальное смешение, шнек охлаждают. Это улучшает качество экструдата, но немного понижает производительность.

Выбор правильной конструкции фильеры — важнейшее условие течения материала без «мертвых зон», где материал может застаиваться и разлагаться из-за перегрева. Это особенно важно в случае ПВХ, у которого точка разложения материала близка к температуре, необходимой для нормального течения.

Одно из последних новшеств в конструкции экструдеров — зона дегазации, позволяющая удалять из расплава все летучие компоненты до выхода из головки. Это достигается освобождением расплава от состояния сжатия, в котором он находился, в результате чего вода и другие летучие испаряются, а расплав вспенивается. Фактически используется система как бы из двух шнеков, разделенных зоной дегазации. Первый имеет три секции — загрузки, сжатия и дозирования, причем последняя имеет мелкую нарезку и обычно заполнена. Второй шнек имеет зону дегазации, заполняемую расплавом первого шнека, за которой снова следует зона дозирования. Зона дегазации имеет более глубокую нарезку, чем последний виток первого шнека; таким образом, полимер внезапно попадает в больший объем, вследствие чего давление падает.

Образующаяся при выделении летучих пена снова сжимается и подается в головку. Летучие пары удаляют или через вентиляционные отверстия в цилиндре, или через полость в шнеке и отверстие в одном из гребней шнека в зоне дегазации. Иногда используют вакуум для облегчения удаления газов. Вакуумные воронки можно использовать для сухосмешанных порошков с целью уменьшения пористости, когда шнек должен быть уплотнен, чтобы предотвратить просыпание порошка.

Выпускают и многошнековые экструдеры, чаще — двухшнековые, которые имеют свои преимущества и недостатки. В целом многошнековые машины дороже из-за более сложной конструкции и менее устойчивы в работе, однако обладают лучшими свойствами транспортировки и смешения. Из-за более высокого напорного эффекта многошнековые экструдеры производят меньше сдвигового тепла, что делает их очень подходящими для материалов, чувствительных к перегревам, имеющих низкий коэффициент трения и тех, что должны выходить из головки при низких температурах.

Экструзия с раздувом рукава

Расплавленный полимер из экструдера поступает в головку сбоку, но может быть подан и снизу. Очутившись в головке, расплавленный полимер обтекает мундштук и выходит через кольцевое отверстие головки в форме трубы. Трубу раздувают до необходимого диаметра давлением воздуха, подаваемого через центр мундштука. Раздув рукава сопровождается соответственным уменьшением толщины пленки. Экструдирование рукава обычно осуществляют вверх, иногда вниз и даже горизонтально. Давление в рукаве поддерживают зажимными валками с одной стороны и головкой — с другой. Важно, чтобы давление воздуха поддерживалось постоянным для обеспечения равномерной толщины и ширины пленки. Другие факторы, которые оказывают влияние на толщину пленки: производительность экструдера, скорость вытяжки и температуры головки и цилиндра. Их необходимо строго контролировать.

Как и при любых процессах экструзии, раздув пленки становится более экономичным при увеличении скорости процесса. Ограничивающим фактором является скорость охлаждения рукава. Охлаждение обычно производят обдувочным кольцом снаружи рукава. При условии постоянного течения воздуха увеличение скорости экструзии приводит к более высокой линии кристаллизации (линия, где начинается затвердевание экструдата), что ведет к нестабильности рукава. Увеличение потока воздуха приводит к более быстрому охлаждению рукава и снижению линии кристаллизации, но и этот прием ограничен в своем применении, так как слишком высокая скорость потока воздуха вызывает деформацию рукава. Были разработаны различные формы колец для воздушного охлаждения. Она состоит из кольца конической формы, снабженного тремя щелями для воздуха, при этом потоки воздуха направлены и отрегулированы так, что расстояние между рукавом и кольцом постепенно уменьшается к верху кольца. Это приводит к улучшенному охлаждению за счет увеличения потока воздуха. Эта конструкция создает также зону пониженного давления в верхней части кольца, что повышает стабильность рукава.

Экструзия рукавных пленок чрезвычайно сложна, существует много проблем, связанных с производством высококачественной пленки. Среди многих возможных дефектов можно назвать разнотолщинность, поверхностные дефекты, такие как «апельсиновая корка», «яблочный соус», «рыбий глаз», низкая прочность и стойкость к удару, мутность, складки и слипание. Складки являются постоянной проблемой, они приводят к отбраковыванию пленки и могут возникнуть из-за множества причин даже в хорошо отрегулированных производствах. Если пленка, например, достигает вытяжных валков холодной, она становится неэластичной и может загибаться на валках и образовывать складки. Одним из методов повышения температуры пленки у зажимных валков — повышение температуры расплава, что может повлечь за собой другие проблемы, такие, как слипание. Фактически это иллюстрация всего метода раздува пленки, где часто необходимы компромиссные решения для достижения наилучшего сочетания свойств. Складки часто вызваны неотрегулированным зазором в фильере. Вследствие этого возникает разница в толщине пленки и неравномерная вытяжка в вытяжных валках. Складки могут возникать из-за сбоев в экструдере или вследствие потоков воздуха в зоне вытяжки. Оба эти фактора могут привести к раскачиванию рукава и, таким образом, к складкам при намотке. Рукав пленки можно стабилизировать, поддерживая его стационарными горизонтальными направляющими («щеками»), или защитить весь экструдер от колебания потоков воздуха пленочной завесой. Другими причинами дефектов могут быть: непараллельность направляющего вала и вытяжных валов, неравномерность давления вдоль щели валков.

Среди дефектов поверхности, упоминавшихся ранее, дефект «рыбий глаз» появляется из-за некачественного смешения в экструдере и загрязнений. Оба эти фактора контролируются сетчатым фильтром, который не только отделяет загрязняющие частицы, но и улучшает однородность расплава за счет повышения давления в экструдере. Дефекты «апельсиновая корка» и «яблочный соус» также являются дефектами поверхности, происходящими из-за неоднородности расплава полимера.

Поскольку подавляющее большинство пленок изготавливают из полиэтилена низкой плотности, полезно рассмотреть влияние различных параметров полимера, таких как показатель текучести расплава и молекулярная масса, на свойства пленок. Ударная вязкость, например, повышается с повышением молекулярной массы (т. е. с понижением температуры плавления) и с уменьшением плотности. Мешки, которые должны выдерживать большие нагрузки, обычно изготавливают из полиэтилена плотностью 0,916-0,922 г/см3 и ПТР = 0,2+ 0,5 г/10 мин. Для изготовления более тонких технических пленок, которые применяют в строительстве или для водонепроницаемых покрытий водоемов, должны быть использованы полимеры с более высоким ПТР из-за сложности вытяжки тонких пленок из вязких расплавов. Показатели текучести расплава от 1 до 2,5 типичны в этих случаях, поэтому и ударная вязкость меньше, чем у пленок для мешков. Зато улучшается прозрачность. Когда требуется баланс свойств, например умеренной прозрачности и умеренной ударной вязкости, то используют несколько более высокие плотности (0,920-0,925 г/см3) и ПТР в пределах 0,75-2,5. Когда требуется высокая прозрачность, применяют марки с высокими плотностью и ПТР, так как их увеличение приводит к повышению визуальной прозрачности, уменьшению матовости, повышению блеска. Высокопрозрачные пленки имеют относительно низкую ударную вязкость из-за высокого ПТР, и их нельзя употреблять для упаковки тяжелых предметов.

Экструзия поливной пленки

При экструзии плоской пленки расплавленный полимер продавливают сквозь щелевую фильеру, затем он попадает в холодную водяную ванну или на охлаждающий барабан. В любом случае смысл процесса состоит в быстром охлаждении экструдированной пленки, и поэтому охлаждение начинают на очень маленьком расстоянии от губок фильеры (обычно 25-65 мм). Такое расстояние диктуется также необходимостью уменьшить сужение пленочного полотна. При поливе на охлаждающий барабан используют хромированный полый вал с водяным охлаждением. Быстрое охлаждение приводит к формированию ма­леньких кристаллитов, что дает более прозрачную пленку. При использовании закалочной ванны температуру воды в ней необходимо поддерживать постоянной. При одной и той же температуре экструдирования чем ниже температура закалочной ванны, тем лучше пленка скользит и меньше слипается, а при высокой температуре пленку легче наматывать, не образуются складки, физические свойства такой пленки лучше. Щелевые фильеры для формования плоской пленки имеют большую ширину в сравнении с диаметром головки экструдера, а это означает, что путь, который проходит поток до краев фильеры, длиннее, чем путь до ее середины. Компенсации потока обычно достигают за счет фильеры с коллектором. Она содержит поперечный канал (или коллектор) такого диаметра, что сопротивление потоку в нем меньше, чем сопротивление, создаваемое губками фильеры. Назначение коллектора — компенсировать поток расплава — может быть реализовано, если вязкость расплава достаточно низка, поэтому для плоской пленочной экструзии необходима более высокая температура. Это ограничивает использование фильер с коллектором переработкой материалов с хорошей тепловой стабильностью. Другим следствием экструдирования при более высокой температуре является необходимость использования более плотных фильтров, для того чтобы поддерживать удовлетворительное давление. Внутренняя сторона щелевой фильеры должна быть тщательно обработана, так как даже небольшой дефект поверхности может привести к появлению шероховатости на пленке или разнотолщинности.

Сравнение способов получения пленки раздувом рукава и поливом

Некоторые из преимуществ процесса получения рукавной пленки:

1) механические свойства пленок, полученных таким образом, обычно лучше, чем у пленок, полученных поливом;

2) ширину сложенной рукавной пленки легче регулировать, нет потерь на обрезание кромок; обрезание кромок необходимо при изготовлении плоской пленки из-за утолщения кромок пленки, которое происходит вследствие сужения полотна;

3) сложенную рукавную пленку легче превратить в мешок, так как для этого необходимо только заварить один край отрезка рукава;

4) стоимость производства широкой раздувной пленки намного меньше, чем стоимость производства широкой поливной пленки, так как стоимость охлаждающих барабанов резко возрастает с увеличением их длины из-за сложности обработки длинных валов;

5) Хольцевые фильеры для пленки более компактны и дешевы по сравнению с щелевыми фильерами для производства плоской пленки сравнимой ширины;

6) процесс изготовления рукавной пленки легче и более гибок.

Эти преимущества следует сопоставить с преимуществами процесса, в котором используется щелевая фильера:

1) плоскощелевые экструзионные системы обеспечивают более высокую производительность;

2) пленки, полученные с помощью щелевой фильеры, обычно обладают превосходными оптическими свойствами, но следует отметить, что специальные процессы быстрого охлаждения были разработаны и для рукавных пленок, особенно из полипропилена

3) обычно разнотолщинность пленки, полученной с помощью щелевой фильеры, меньше.

Соэкструзия пленок

Соэкструзионную технологию применяют для расширения эксплуатационных возможностей погонажных изделий путем совмещения в них полимерных материалов с различными индивидуальными свойствами.

Большинство таких изделий имеет слоистую конструкцию, в которой материал каждого слоя формирует определенное эксплуатационное или технологическое качество. Так, например, для успешной конкуренции с традиционными материалами пищевой упаковки (фольга, стекло, целлофан и др.) современная пленка должна иметь высокую жесткость и ударную вязкость, обеспечивать длительность хранения продуктов, быть газонепроницаема, и при всем этом допускать высокоскоростные процессы переработки. Применение пластмасс, ранее не используемых совместно, например, ПЭВП и ПА; ПВХ и ПП; ПА, ПК, ПП и ПВДХ позволили получать тару для хранения промышленных и сельскохозяйственных химикатов, горючесмазочных материалов и пр. емкостью в сотни литров. Многослойные соэкструдированные листы, с числом слоев от 2 до 9, широко применяются в автомобильной и строительной промышленности для последующего термоформования изделий с длительным сроком использования (по уверениям фирм изготовителей до 20 лет). Особый интерес представляет соэкструзионная технология производства многослойных труб, шлангов, трубок, капилляров, в том числе медикобиологического назначения. Соэкструзией ПП и стеклонаполненного ПА получают напорные трубы и шланги для транспортирования газа, а также трубы, применяемые в устройствах горячего и холодного водоснабжения. В ряде случаев в многослойных конструкциях допускается использование вторичного полимерного сырья. Многослойность позволяет получать пленки с весьма тонкими отдельными слоями (2-5 мкм), что недостижимо при использовании других методов (ламинирование или каширова-ние). В сочетании с подложками из прочных полимеров (ПП, ПА, ПК, ПЭТФ) можно формовать слои из малопрочных полимеров такой малой толщины (5-15 мкм), которая совершенно невозможна при получении из тех же пластмасс однослойных пленок. Например, минимальная толщина однослойной пленки из СЭВА составляет 20 мкм, а в виде компонентов многослойных изделий она может быть уменьшена до 5 мкм. Таким образом, в конструкциях оказывается возможным использование тонких слоев из дорогостоящих, но эксплуатационно важных полимеров в сочетании с дешевыми, составляющими основную часть конструкции, пластиками.
Немалое значение имеет экономичность метода, при котором многослойная или гибридная конструкция изделия достигается одностадийным технологическим процессом, исключающим операции укладки отдельных слоев или элементов, грунтовки и склеивания.

Соэкструзия осуществляется раздельной пластикацией полимерных компонентов в одночервячных экструдерах с последующим соединением потоков расплавов различных полимеров в формующей головке. Таким образом, определяющей частью технологии соэкструзии являются процессы, происходящие в формующей головке. Все действия с экструдатом после его выхода из формующей головки (раздув, ориентация и др.) осуществляются по конкретным и достаточно традиционным технологиям.Естественно, что поскольку используемые в соэкструзии материалы имеют различные температуры плавления и отличаются по реологическим и теплофизическим характеристикам, то они пластицируются в своих оптимальных режимах, и подаются в головку, температура которой устанавливается по материалу с наиболее высокой температурой переработки. При этом очевидно, что, во-первых, сохранение расплавом в формующей головке требуемой слоистой организации будет определяться разной послойной вязкостью расплавов и, во-вторых, все используемые полимеры должны быть термостабильными при выбранной температуре переработки. В зависимости от устройства соэкструзионные головки бывают рукавными, плоскими листовыми и трубными. Количество слоев в изделии может достигать 9, минимальная толщина слоев 2 мкм, максимальная — 3000 мкм.К соэкструзионным головкам предъявляются весьма жесткие требования. Главное из них — обеспечение безупречной слоистой структуры изделия. Подразумевают сохранение равнотолщиности слоев в продольном и поперечном (радиальном) направлении при монолитности соэкструдированного изделия. Кроме того, головки должны быть (это соответствует логике их действия) универсальными по виду перерабатываемых материалов, а конструкция каналов головок, соответственно, обеспечивать минимальное сопротивление текущим расплавам. При этом подвижные сопряжения деталей головки выполняются по высокому классу точности, а конструкция в целом должна допускать технологическую сборку-разборку. Применяемые в головках конструкционные материалы предполагают эксплуатацию в условиях повышенных температур, давлений, термохимических процессов. При этом стоимость соэкструзионных головок должна быть экономически целесообразной, то есть минимальной.
Сочетание изложенных требований и условий делает задачу конструирования и изготовления соэкструзионных головок весьма сложной. В настоящее время трехслойные соэкструзионные головки являются наиболее отработанной конструкцией. Головки четырех- и пятислойные позволяют получать изделия структуры ABCD; АВСВА, ABCBD. Возможность применения в одном изделии нескольких разновидностей полимеров резко расширяет потенциал производимых материалов. Например, пленка структуры АВСВА толщиной 40-140 мкм и шириной 1000 мм, содержит два барьерных слоя из СЭВА и ПВДХ и может использоваться для пищевой и медицинской упаковок.

Ориентация пленок

Ориентацию пленок (растяжение их в нагретом состоянии) широко используют для таких пленок, как ПП, ПС, ПА, ПЭТ, для увеличения прозрачности, ударной прочности и особенно (в случае ПП) барьерных свойств.

Базовая ПС пленка в неориентированном состоянии очень хрупка и имеет крайне ограниченное применение в качестве диэлектрика в конденсаторах. Двухосноориентированные, т. е. ориентированные в двух взаимноперпендикулярных направлениях, пленки перестают быть хрупкими и могут быть отформованы в прозрачные коробочки, подносы и в более крупные изделия, например крышки для тортов. Самое широкое распространение процесс ориентации получил при производстве ПП пленок, и различные процессы будут проиллюстрированы на примере этих пленок. Существует два основных способа: плоский и рукавный. Схема плоской ориентации может быть проиллюстрирована на рис. 8.9. Поливом на холодный барабан, описанным выше, производят толстую поливную пленку толщиной 500-600 мкм. Ее подают в систему валков, вращающихся с различной скоростью, например валков, вра­щающихся с возрастающей от валка к валку скоростью. Валки подогревают для разогрева пленки до требуемой температуры (ниже температуры плавления полимера). В этих условиях пленку вытягивают в продольном направлении с коэффициентом вытяжки от 4:1 до 10:1. После выхода из валковой машины пленку подают в тентерную раму, которая состоит из двух независимых бесконечных ремней или цепей с установленными на них клуппами. Клуппы удерживают пленку, так что при движении клуппов вперед пленка вытягивается в перпендикулярном направлении примерно при тех же степенях вытяжки, что и в продольном. Пространство внутри тентерной рамы нагревают с точным поддержанием температуры. После тентерной рамы пленку охлаждают на охлаждающем валке и наматывают. Существует схема с обратной последовательностью процесса, т. е. сначала вдет тентерная рама, затем валковая машина.

Обе стадии можно проводить и одновременно. Пленку захватывают за кромки при выходе с поливного барабана, и она движется вперед с возрастающей скоростью, одновременно, растягиваясь в перпендикулярном направлении за счет расходящихся цепей. Механически этот тип ориентации можно осуществлять с помощью тентерной рамы, в которой клуппы двигаются червяком с увеличивающимся шагом. Степень поперечной вытяжки определяется, как обычно, углом расхождения цепей, а степень продольной вытяжки будет зависеть от величины шага червяка.
Как было показано, ориентация может быть достигнута и в рукавном процессе. Расплавленный полимер экструдируют из кольцевой головки и охлаждают в форме рукава. Толщина стенки рукава определяется • частично величиной щели кольцевой головки, а частично соотношением скоростей экструзии и при­емки. Рукав проходит через медленно вращающиеся прижимные валки и снова нагревается до однородной температуры. Поперечной вытяжки достигачхг за счет увеличения давления воздуха в рукаве, подгоняя коэффициент вытяжки регулировкой объема поданного внутрь воздуха. Воздух удерживается по­средством зажимных валков в конце раздува рукава; эти валки вращаются быстрее первой пары, вытягивая пленку в продольном направлении. Рукавный процесс — это тоже способ одновременной продольной и поперечной ориентации.

Оба метода позволяют получать различные пленки — от двухосноориентированных с изотропными свойствами, т. е. с равными степенями вытяжки в обоих направлениях, через двухосноориентированные пленки с анизотропными свойствами до полностью одноосноориентированных пленок (или в продольном, или в поперечном направлении). Одноосноориентированные пленки расщепляются при натяжении в направлении, перпендикулярном направлению ориентации, что снижает их полезность в качестве упаковочных пленок. Это явление используют, однако, в производстве пленочных волокон.

Если ориентированную ПП пленку нагреть примерно до 100°С непосредственно после растяжения, то она будет усаживаться. Усадку можно предотвратить путем термофиксации. Пленку нагревают при определенных условиях, удерживая в натянутом состоянии. После охлаждения такая пленка не будет усажи­ваться при температурах ниже температуры термофиксации. Физические и оптические свойства пленки остаются неизменными.

Вспененные пленки

Снижение плотности полимера за счет образования ячеистой структуры позволяет получать изделия с большей жесткостью при изгибе при данной массе полимера. Метод может быть использован для экструдируемых пленок и литьевых изделий, и его широко применяют для ПС, а с недавних пор для полиолефинов. Большей удельной жесткости материала достигают за счет того, что жесткость балки пропорциональна кубу толщины. Поэтому для единицы площади поверхности пленка удвоенной толщины может быть изготовлена из х граммов материала, если плотность уменьшена вдвое. Удвоение толщины означает увеличение жесткости в 23, т. е. в 8 раз для данного модуля, но модуль изменяется линейно с изменением плотности, так что уменьшение плотности вдвое уменьшает модуль вдвое и общий рост жесткости получается в 4 раза. Это может быть очень важным экономическим преимуществом.

Пленки из вспененного полистирола

Существует два главных метода получения вспененных пленок. Первый начинается от полистирольных гранул, которые под давлением пропитаны сжижаемым газом, обычно пентаном. Пленку экструдируют с раздувом, используя двухшнековый экструдер, при добавлении нуклеирующего агента типа смеси лимонной кислоты и бикарбоната натрия. Нуклеирующий агент полезен для получения тонкоячеистой структуры. Когда расплавленная масса выходит из экструзионной головки, давление падает, и материал начинает вспениваться. Метод раздува рукава используют для предотвращения морщения, наблюдающегося во время процесса вспенивания. Рукав обычно раздувают в горизонтальном направлении для облегчения стартового периода, так как ма­териал твердый и жесткий в отличие от ПЭ пленки. Когда рукав складывают, его обрезают с двух сторон с получением двух плоских листов, наматываемых отдельно. Это полезно, так как сложенные кромки рукава — слабое место из-за жесткости ПС.

Другой метод использует обычные ПС гранулы, а газ вводят в экструдер. Пленку раздувают тем же способом. Для этого метода необходим экструдер особой конструкции, экономичный только при больших производительностях — порядка 400 т/год. Экструзия вспенивающихся гранул дешевле при меньших произ­водительностях и более гибка, так как экструдеры можно использовать и для других целей. Степень ориентации листа в обоих направлениях регулируют, как обычно, подгонкой скорости приемки и степенью раздува. Степень ориентации должна быть одинакова в обоих направлениях, так как любое различие в прочности в двух направлениях может привести к расщеплению листа при термоформовании.

Вспененные полиолефиновые пленки

Их производят добавлением мастербатча к обычным гранулам и затем обычной экструзией с раздувом рукава. Мастербатч содержит вспенивающий агент и технологические добавки. Вспенивающий агент — это соединение, разлагающееся при температуре экструзии с выделением азота, который вспенивает рас­плавленную массу при экструзии. Когда масса покидает зону высокого давления в головке, газ диффундирует к неоднород-ностям расплава, и образуются пузырьки. Вспенивая расплав, газ растягивает полимер, чтобы создать ячейку. Поэтому температуру расплавленной массы нужно строго контролировать, так как она влияет на вязкость расплава.Пленки, производимые этим способом, имеют бумагоподобные свойства — внешний вид, жесткость, качество поверхности, складываемость, плотность порядка 600 г/л.

Дополнительная обработка пленки

Металлизация

Для целей термоформования одноразовой упаковки используются прозрачная, окрашенная в различные цвета и металлизированная пленка. Изначально производимая пленка (экструзионная или каландрированная) выходит прозрачной (в случае применения первичного сырья). При желании ее можно окрасить в различные цвета. При этом возможно два варианта. Во-первых, пленка может быть окрашена в массе, что достигается путем добавления на стадии перемешивания сырья специальных красителей. Во-вторых, можно добиться двухслойного окрашивания, при котором одна сторона пленки имеет один цвет, вторая сторона – другой. Вместе с тем, наибольший интерес представляет не простое окрашивание, а придание пленке эффекта «под серебро» и «под золото». Добиться этого можно посредством металлизации. Вакуумной металлизации могут быть подвергнуты любые полимерные пленки. ПЭТ пленки в этом случае имеют преимущество, которое обусловлено возможностью окраски под золото или бронзу без металлизации благодаря использованию современных красителей. Однако не всегда получается добиться хорошего эффекта, используя только красители. 100% -ый эффект «золота» или «серебра» для любой пленки достигается только за счет вакуумной металлизации.

При производстве пленок для последующего их формования в упаковку вакуумную металлизацию используют только для декорирования. Основой процесса является нагревание алюминия до температуры испарения. На практике для этого нужны температуры 1500-1800 С. Одним из способов достижения таких температур является помещение кусочка алюминиевой проволоки на вольфрамовое волокно, которое затем нагревают электрическим током. Это возможно только при коротких циклах нагрева, поэтому этот метод используют только для металлизации пластмассовых изделий, получаемых литьем под давлением. Для более длительных циклов, необходимых для пленок, алюминиевую проволоку подают на блок металла, обычно тантала. Тантал нагревают, помещая его в углеродный тигель, через который пропускают ток высокого напряжения. Испарение металла вызывает испускание частиц с поверхности металла во всех направлениях. Эту операцию нужно проводить в вакууме, чтобы металлические частицы могли достигнуть металлизируемой поверхности.

Необходимо помнить, что дефекты пленок невозможно скрыть тонким слоем металла, наоборот, дефекты могут быть даже подчеркнуты. Также важно пра­вильное натяжение при намотке и размотке в рулон, особенно для тонких пленок, так как складки могут привести к неравномерному нанесению алюминия.

Еще раз повторимся, для вакуумной металлизации пригодны разнообразные полимерные пленки, например полиэтилентерефталатные, полистирольные (как обычные, так и ориентированные), полипропиленовые, пленки из непластифицированного ПВХ и целлюлозные. Для термоформованной упаковки используются металлизированные пленки из ПВХ, ПЭТ и ПС, наибольшие распространение такие пленки получили в качестве декоративных вкладышей при упаковке конфет, шоколада, печенья и других кондитерских изделий.

Наилучшими свойствами в сравнении с другими материалами обладают металлизированные ПЭТ пленки. В добавление к великолепным декоративным свойствам металлизированные полиэфирные пленки устойчивы к влаге, кислороду и ультрафиолетовому излучению, кроме того, они сохраняют хрустящие свойства содержимого на три недели дольше, чем другие материалы.

Одним из усовершенствований установок для металлизации является использование набрызгивающих систем. Они используют плазму, удерживаемую магнитным полем в специальных симметричных устройствах — магнитронах. Эти системы можно использовать и в уже существующих камерах. Набрызгивающие системы имеют меньшую производительность, но их преимуществами являются сильная адгезия между подложкой и металлизирующим слоем, прекрасная воспроизводимость и гладкая поверхность, особенно в тонком слое, возможность напылять сплавы металлов. При этом методе меньше нагревается подложка. Другие тенденции связаны с применением не только алюминия, но и других металлов и неметаллических материалов. В настоящее время уже используют серебро, золото и цинк, рассматривают вопрос использования хрома, никель-хромовых сплавов и нержавеющей стали из-за их стойкости к кислотам и щелочам.
Среди перспективных неметаллических материалов оксиды алюминия и кремния обещают многое, так как они обладают высокими барьерными свойствами, а оксиды олова прозрачны и имеют антистатические свойства.

Процесс металлизации происходит в зоне испарения вакуумной камеры, обычно в условиях разрежения 5 x 10-4 мбар. Алюминиевая проволока подается на индивидуальные испарители, нагреваемые сопротивлением, где плавится и испаряется.

Ламинация пленок

Строго говоря, ламинирование представляет собой процесс совмещения двух или более рулонных полотен (пленок, бумаги или фольги) и соединения их с помощью клея или нагревания.Адгезивное ламинирование пригодно как для малых, так и для больших партий и подходит для одностадийного производства ламинатов, имеющих два и более компонентов.В процессе ламинации два или более материала соединяются друг с другом посредством склеивания. Одной из основных причин ламинации является объединение физических и механических свойств различных материалов.Процессы ламинирования могут быть разделены на две главные категории: мокрое кэширование и сухое кэширование. При мокром кэшировании используют адгезивы на основе растворителя или воды. Применяют его только тогда, когда один или более слоев проницаемы для воды или других растворителей, используемых в составе адгезива. В целом мокрое кэширование обычно не дает хороших результатов с полимерными пленками.В процессе сухого кэширования используют: 1) водную или ос­нованную на растворителе адгезивную пленку, которую высушивают перед ламинированием, или 2) клеи-расплавы на базе воска или полимеров. В первом случае ламинирующий адгезив на воде или растворителе наносят в строго определенных количествах на один из слоев методом глубокой печати или намазкой валками встречного движения, как описано выше. Покрытый слой затем проходит через печь для удаления всей воды или растворителя и затем комбинируется с другим слоем в зазоре под давлением между валками, которые иногда подогревают. В противоположность мокрому кэшированию этот процесс очень удобен для ламинирования полимерных пленок с другими субстратами.Факторы, влияющие на успех этого типа кэширования при ламинировании полимерных пленок, — это контроль натяжения, точность нанесения адгезива и точный контроль сушки. Натяжение пленки обычно должно быть сведено к минимуму и будет зависеть от расстояния, на котором пленка должна быть протянута через ламинирующее оборудование, и углов поворота при изменении направления по мере ее прохождения под валком. Эффективный контроль натяжения наиболее легко осуществляется в тех машинах, где обе разматывающих установки и валки в сушильной камере находятся на одной прямой. Если используют систему с покрывающими валками встречного вращения, валки не должны вращаться слишком быстро, иначе будет происходить торможение, способствующее увеличению натяжения пленки. Равномерное и точное нанесение адгезива чрезвычайно важно, и связанные с этим недостатки могут привести к расслоению. Любая система, использованная для нанесения покрытия, должна обеспечить необходимый уровень регулирования толщины покрытия. Вязкость адгезива — еще один фактор, и ее нужно поддерживать постоянной, насколько это возможно.Характеристика сушильной печи особенно важна при ламинировании полимерных пленок, где растворители не могут быть поглощены пленкой. Избыток растворителя, оставшийся в адгезиве при прохождении зазора между валками, является главной причиной расслоения.

Коронный разряд

Для придания пленке печатных свойств она обрабатывается коронным разрядом, что делает ее слегка шероховатой. Следует учитывать, что обычно обработанная таким образом пленка должна быть запечатана не позже, чем через полгода после производства. В некоторых случаях модули для частичного восстановления печатных свойств пленки включаются в состав флексографских машин.

13340 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Экструзия полимерной изоляции отключены

Экструзия полимерной изоляции

| Экструзия изоляции | 16.10.2008

Полимерные материалы широко применяются для изоляции токонесущих металлических жил, одиночных и из скруток, для изготовления многожильных проводов и кабелей и др. Совершенствование технологии нанесения полимерной изоляции позволяет изготавливать провода и кабели с многослойными покрытиями, что существенно расширяет эксплуатационные возможности изделий. В качестве изоляционных материалов используют ПВХ, ПП, ПА и ряд других термопластов.

Принципиальная технологическая схема наложения полимерной изоляции на металлическую жилу следующая. Металлическая жила (медь, алюминий, сплавы цветных металлов) с отдающего (раскаточного) барабана поступает на правильное устройство, устраняющее неровности жилы, и далее — на узел предварительного (до Т= 90-100 °С) нагрева и затем в угловую кабельную головку экструдера, в которой и происходит формирование изолирующего покрытия. Вышедшая из головки изолированная жила, охлажденная в ванне, поступает в камеру контроля сплошности изоляционного слоя. Проверенный провод проходит через барабан тянущего устройства и наматывается на приемную бобину.

Угловые кабельные головки могут быть одно- или многоручьевыми, рассчитанными на нанесение изоляции на жилы, скрутки жил и на кабели, для чего в отверстие в форме допускают установку концентрических втулок, а на выходе из дорна может располагаться так называемая алмазная фильера (для жилы).

В зону А расплав поступает из экструдера через фильтр и спиральные каналы, выполненные на наружной поверхности дорна. Толщина наносимой изоляции регулируется диафрагменным устройством..

Средняя скорость продольного полимерного потока, как правило, меньше скорости движения жилы, что определяет его степень вытяжки и, соответственно, ориентацию надмолекулярной структуры полимера.

1304 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Экструзия профилей отключены

Экструзия профилей

| Экструзия профилей | 16.10.2008

Профильные изделия — сайдинг, виниловая вагонка, профили строительного назначения, разнообразные обкладки, закладки, гребенчатые заполнители и пр. широко применяются в строительстве, в мебельной промышленности, в транспортном машиностроении. Геометрические формы и размеры профильных изделий определяются их назначением и потому весьма разнообразны. Для их изготовления используют главным образом поливинилхлорид, жесткий и пластифицированный полистирол и его сополимеры, полиамид, полиолефины, целлюлозные этролы и композиции на основе перечисленных полимеров.

Технологическая схема получения профильных изделий практически аналогична описанной ранее схеме производства труб; различия связаны с особенностями формования и охлаждения несимметричных профилей с большим различием в толщине.

Большинство профильных изделий имеют сравнительно небольшое поперечное сечение, и для их производства обычно применяют небольшие экструдеры с длинными червяками. Как и в производстве труб, производительность лимитируется, как правило, скоростью охлаждения изделия, но в некоторых случаях ограничения создаются и скоростью приемного устройства. Поэтому для производства профилей нередко используют многоручьевые головки, особенно когда сечение имеет несложную конфигурацию, что позволяет значительно повысить производительность экструдера и эффективность его действия.

Все чаще начинают использоваться технологии соэкструзии и ламинирования изделий декоративными покрытиями.

При формовании профилей размеры и форма готового изделия определяются, в том числе, и эластическим восстановлением экструдата на выходе из мундштука, вытяжкой профиля под действием собственной массы или тянущего устройства и усадкой полимера при его охлаждении (особенно значительной у кристаллизующихся полимеров). На форму готового изделия влияют также трение материала о рабочие поверхности, вызывающее замедленное течение расплава в узких сечениях, и неодинаковая скорость охлаждения различных по толщине сечений сложного профиля.

Создание головок для получения профилей сложной формы с переменным сечением представляет значительные трудности. Размеры поперечного сечения формующей части должны в определенных пределах превышать размеры изделия. На практике, как правило, первоначально придают отверстию приближенную форму, постепенно (по длине канала) доводя ее до заданной.

Большое значение имеют форма и сечение внутренней полости головки; в частности, изменяя углы входа в различных частях сечения, а также длину формующей части, можно свести к минимуму влияние трения.

Длина формующей части зависит от толщины сечения; обычно их соотношение лежит в пределах 10:1-15:1. Оно уменьшается при переработке высоковязких полимеров, и, наоборот, при необходимости экструзии с высокой скоростью длину формующей части следует увеличить.

Сложность калибровки — основная проблема при производстве профилей. Как правило, к профильным изделиям не предъявляется особенно жестких требований по точности размеров; поэтому зачастую калибрующее устройство совмещается с охлаждающей ванной и предназначается главным образом для предотвращения чрезмерной деформации профиля в процессе охлаждения. Из-за трудностей изготовления калибрующие насадки сложного профиля заменяют набором калибрующих латунных или медных пластин. При формовании профилей сложной формы их количество может быть довольно значительным (10-15 и более). Для получения изделий с точными размерами, а также формования полых профилей, калибрование проводят с помощью обычных насадок, преимущественно с использованием вакуума.

Для охлаждения тонкостенных профилей (сайдинг, прокладки и т. д.) с успехом применяют ленточные транспортеры с прижимным роликом, иногда прибегая к дополнительному обдуву изделия воздухом. Воздушное охлаждение широко используется при экструзии и более толстых изделий из аморфных полимеров (полистирола, полиакрилатов, ПВХ), тогда как при шприцевании кристаллизующихся полимеров почти всегда применяют водяное охлаждение — даже при получении изделий небольшой толщины.

Экструзия конструкционного профиля

Технологический процесс изготовления конструкционных профилей именуется экструзией (от лат. extrusio — выталкивание). Экструзия — способ изготовления профилированных изделий большой длины из пластмасс и резин. Заключается в выдавливании размягченного материала через отверстия определенного сечения.

Производственная линия включает экструдер, инструмент (фильеру, утройство сухой и влажной калибрации), маркирующий принтер, тянущее утсройство, пилу для резки профиля, устройство для укладки и упаковки готовой продукции.

ПВХ, как исходное сырье для изготовления профиля, поступает на производство в виде мелкого белого порошка. Его перемешивают с другими добавками (стабилизаторы, смягчители, полимерные вспомогательные реагенты, наполнители, пластификаторы и, при необходимости, пигменты) до получения однородной смеси и лишь за тем используют для производства конечного продукта. Выбор соответствующей добавки в каждом конкретном случае обусловлен технологией дальнейшей обработки, требованиями к готовому изделию. С одной стороны, дальнейшая обработка ПВХ вообще возможна лишь при наличии в нем добавок; с другой стороны, эти добавки влияют на конечные свойства готового изделия из ПВХ.

Материал загружается в бункер экструдера, подается в загрузочное окно, откуда захватывается шнеками и продвигается вдоль обогреваемого цилиндра. По мере продвижения материал уплотняется, плавится, переходит в вязко-текучее состояние, гомогенизируется и далее проходит через формующий инструмент, где оформляется в изделие и калибруется, затем охлаждается, захватывается тянущим устройством, режется и поступает в приемное устройство.

Качество экструдируемого оконного ПВХ-профиля зависит от ряда взаимосвязанных факторов, в их числе: качество исходного сырья (ПВХ-смола); рецептура смеси (соотношение компонентов: смола и применяемые добавки); конструктивные особенности экструдера; технологическая дисциплина и др. Аддитивы, используемые в производстве оконного ПВХ профиля включают: стабилизаторы, скользящие добавки, модификаторы, наполнители и т.д. В отношении стабилизаторов следует, отметить, что стабилизация на основе свинца на сегодня является наиболее распространенной. Свинцовые стабилизаторы проще в переработке и нерастворимы в воде. Тем не менее, в последние годы они все более вытесняются другими видами стабилизаторов, прежде всего из соображений экологического характера. Часто, однако, аргументы в пользу последних носят чисто эмоциональный характер. Если сделать объективное сравнение двух основных типов стабилизаторов, то можно сказать следующее: если свинцовые – самые дешевые, отчасти токсичные и характеризуются очень высоким стабилизирующим эффектом, то стабилизаторы на базе кальций/цинка не токсичны, но зато менее эффективные и более дорогие.Одним из наиболее тонких технологических вопросов экструзии ПВХ-профиля являются колебания качества исходного сырья в различных партиях поставок, а тем более переход на исходное сырье другого поставщика.
В настоящее время производители оконного ПВХ-профиля могут получать необходимую смесь 3-мя способами:

· закупать уже готовые ПВХ-композиции у сторонних организаций

· смешивать ПВХ-смолу с так называемым компаундом «все в одном», в состав которого входят все необходимые аддитивы для стабилизации и переработки ПВХ

· производить смешение всех компонентов смеси самостоятельно

При 2-м способе качество готовой продукции можно изменять в достаточно ограниченном диапазоне, т.к. рецептура смеси определяется соотношением только 2-х компонентов: ПВХ-смолы и компаунда. При 3-м способе качество готовой продукции можно изменять в более широком диапазоне, т.к. рецептура смеси определяется соотношением всех компонентов. В этом случае качество смеси в значительной степени определяется квалификацией и опытом химиков-технологов, которые в зависимости от качества исходного сырья принимают решение по рецептуре смеси. Для повышения эффективности этого процесса на подготовительном этапе отрабатываются типовые рекомендации: для исходного сырья различного качества экспериментально для конкретной экструзионной линии определяют оптимальную рецептуру смеси (оценка производится по характеристикам экструдируемого ПВХ-профиля). В результате имеют набор стандартных решений для конкретных условий. Однако, даже имея типовые рекомендации, следует постоянно контролировать качество экструдируемого ПВХ-профиля, и, при необходимости, корректировать рецептуру смеси. По существу подбор рецептуры смеси производится методом «проб и ошибок», при этом, чем выше квалификация и опыт химиков-технологов, тем меньше отходы ПВХ в процессе перехода на исходное сырье другого поставщика.
Эффективность ПВХ как конструкционного материала может быть реализована только в результате использования комбинации соответствующих добавок, что приводит к созданию таких свойств материала, которые могут отвечать строгим требованиям потребителя.

Способы окраски конструкционного профиля

Конструкционный профиль может иметь разнообразные цветовые решения, от однотонных цветов до различных декоров под дерево. Но наибольшей популярностью пользуются профили для окон и дверей белого цвета, что обуславливается как и отсутствием дополнительных затрат на окраску со стороны заказчика (цветные профили, как правило, стоят на 10-15% процентов больше), так и способностью таких профилей гармонично вписаться практически в любой интерьер и экстерьер.

Существует несколько способов окраски конструкционного профиля:

— коэкструзионный способ

— окрашивание в массе;- профили ламинированные ПВХ пленкой

— лакирование или отделка поверхности акриловым лаком

— напыление

Коэкструзионный способ

Этот способ окраски профилей является на сегодняшний день самым надежным и долговечным, и является результатом совместной экструзии плексигласа (акрила) и ПВХ, который позволяет получить акриловое покрытие на лицевой стороне профилей в различных цветовых тонах (с внутренней стороны профили имеют белый цвет). Коэкструдированный слой цветного акрила имеет толщину 0,5 мм. Такой слой устойчив к царапанью, так как специфические свойства акрила придают поверхности профиля необычайную твердость, и образует единое целое с основой. Если на такой поверхности все же возникнут царапины, то их можно легко устранить шлифованием. Такой поверхности не грозят локальный нагрев, в том числе под интенсивным солнечным излучением, отслоение или растрескивание. Незначительная чувствительность к теплу практически сводит на нет проблемы, связанные с температурным расширением конструкций.

Окрашивание в массе

В данном случае пигмент добавляется в сырье перед экструзией.Белые пигменты применяют при экструзии ПВХ профилей белого цвета или светлых (пастельных) тонов, а также для получения непрозрачных окрашенных материалов. Наиболее распространенные белые пигменты — двуокись титана, литопон и окись цинка.
Двуокись титана (ТiO2) — важнейший белый пигмент, обладающий исключительной термостойкостью. Пигмент существует в двух структурных модификациях — анатаз и рутил. Для полимеров рекомендуется применять преимущественно рутильную форму ТiO2. Она обладает большей укрывающей способностью, чем анатазная (полная укрывистость м. б. достигнута при введении в полимер 0,5-1,0% ТiO2.) Рутильную форму ТiO2 можно смешивать с более дешевыми белыми пигментами. Анатаз может ускорять фотохимическое разрушение полимеров. В его присутствии ухудшается светостойкость введенных в полимер цветных пигментов.
Литопон-смесь ZnS (30%) и ВаSO4 (70%). Этот пигмент обладает меньшей укрывающей способностью, чем TiO2, устойчив к щелочам, но недостаточно светостоек.
Окись цинка (ZnO) — очень яркий белый пигмент, обладающий хорошей кроющей способностью, термо- и светостойкостью.

Ламинирование пленкой

Данный способ применяется в основном для декоративной отделки, например имитации «под дерево». Она обладает такими важными свойствами, как прочность, высокая устойчивость к атмосферным воздействиям, а также к ультрафиолетовым лучам и надолго сохраняет яркость расцветки. Ламинат воспроизводит структуру дерева — имитация текстуры дуба натурального, светлого и темного, а также красного дерева, однако также используются и другие самые разнообразные расцветки акриловых пленок. Профили ПВХ могут быть ламинированы акриловыми пленками как с одной, так и с двух сторон. Обычно коричневые профили ПВХ ламинируются пленками с декорами под дерево с двух сторон.Процесс ламинирования происходит следующим образом — профили нагревают до нужной температуры и покрывают слоем клея, затем путем термической активации наклеивают пленку на профиль с помощью нажимных роликов. Разумеется, в ходе производственного процесса адгезия подвергается постоянному и строгому контролю.

Отделка акриловым лаком или лакирование

В результате лакирования поверхность ПВХ профиля становится матовой, бархатистой на вид. Выполняется лакирование способом нанесения на поверхность профиля лака печной сушки. Наносится покрытие на каждый отдельный профиль вручную и отверждается в печи при температуре 50 градусов по Цельсию. В процессе производства каждый отдельный профиль проверяется на внешний вид, твердость и адгезию. Предлагаемая цветовая гамма достаточно широка и именно этот способ отделки позволяет получить нестандартные расцветки поверхности профилей ПВХ — белый шероховатый или структурированный.

Напыление

При помощи напыления можно окрашивать профили ПВХ в различные цвета. Для напыления используются двухкомпонентные акриловые лаки.

Экструзия стеновых панелей

Технологический процесс изготовления облицовочных пластиковых профилей называется экструзией (от лат. extrusio — выталкивание).

Экструзия — способ изготовления профилированных изделий большой длины из пластмасс и резин, заключающийся в выдавливании размягченного материала через отверстия определенного сечения.
Данный технологический процесс производства осуществляется при помощи экструдеров, принцип действия которых состоит в следующем — в подогреваемом цилиндре вращается один или несколько шнеков и непрерывно подает в фильеру смесь (в случае облицовочного профиля — с минимальным включением смягчителя, не содержит кадмия и асбеста), которая становится все более пластичной за счет увеличения подогрева.
Затем профили охлаждаются в вакуумных калибраторах, где им придается окончательная форма и качество поверхности.

Способы окраски пластиковых панелей

Облицовочный профиль может иметь разнообразные цветовые решения, от однотонных цветов до различных декоров под дерево.

Существует несколько способов окраски профилей:

— профили, окрашенные в массе

— профили ламинированные акриловой пленкой, как однотонной, так и с рисунками «под дерево»

— лакирование или отделка поверхности акриловым лаком

— нанесение печатного рисунка

Окрашивание в массе

Окрашивание в массе основной способ окраски пластиковых панелей, а также комплектующих профилей для вагонки и стеновых панелей (внешние, внутренние углы, старт-финиш и др.). Возможны сотни оттенков, но в основном используется около пяти популярных – бежевый, кремовый, салатовый, серый, белый. Метод ламинирования к поверхности панели «припаивается» особо прочная ПВХ-пленка, которая не только декорирует поверхность, но и надежно защищает от ударов и царапин, обеспечивая износостойкость.
Покупателям предлагается коллекция более чем из 40 декоров. Панели обладают стопроцентной влагостойкостью, не выгорают на солнце, могут находиться в неотапливаемых помещениях.

Отделка лаком или лакирование

Выполняется лакирование способом нанесения на поверхность профиля лака печной сушки. Наносится покрытие на каждый отдельный профиль вручную и отверждается в печи при температуре 50 градусов по Цельсию.
В процессе производства каждый отдельный профиль проверяется на внешний вид, твердость и адгезию. С лицевой стороны на панель наносится декоративный рисунок. Это может осуществляться несколькими способами печати.

Глубокая или офсетная печать

Изготовили партию изделий с рисунком одного цвета — промывают вал, меняют краску и катают партию следующего цвета, внося, таким образом, разнообразие в колористическую гамму. Для того же, чтобы создать панель с другим рисунком, необходимо сменить вал. Чем больше в распоряжении производителя валов с разными рисунками (а вал — штука весьма дорогостоящая), тем шире его дизайнерские возможности. Рисунки при таком способе печати могут быть самыми разными: мрамор, текстура древесины и т. д. С помощью нескольких валов удается даже получить мультицветное изображение. От влаги, ультрафиолета и повреждений поверхность панели защищается слоем лака — матового или глянцевого. Покупателям предлагается гамма, составленная из 20-30 цветов и оттенков.

Метод термоперевода

В принципе все выглядит почти так же, как при переводе рисунка на майку или футболку: прижимают пленку с изображением к материи, проглаживают утюгом, после чего пленку быстро снимают — рисунок остается на майке. Отличие лишь в том, что и панель, и пленка представляют собой сплошную ленту, а в роли утюга выступает разогретый силиконовый вал. Лицевую поверхность получаемых панелей нет необходимости защищать лаком — нанесенная краска устойчива к истиранию, ультрафиолетовым лучам и влаге. Следует отметить, что производители, использующие этот способ «раскрашивания», предлагают более широкий ассортимент панелей — как в смысле количества рисунков, так и по насыщенности цветов. И новые рисунки эти фирмы осваивают быстрее и легче: закупил пленку с новым сюжетом — и катай сколько душе угодно. Покупателям они предлагают от 20 до 42 вариантов декора панелей.

Ламинирование ПВХ подоконников

Отделка пластиковых подоконников осуществляется при помощи ламинации декоративными пленкой, которая также осуществляется при помощи современных ламинационных установок, которые позволяют наносить декоративную пленку на любой типоразмер подоконника. Пленка обладает такими важными свойствами, как прочность, высокая устойчивость к атмосферным воздействиям, а также к ультрафиолетовым лучам и надолго сохраняет яркость расцветки. Ламинат воспроизводит структуру дерева — имитация текстуры дуба натурального, светлого и темного, а также красного дерева, однако также используются и другие самые разнообразные расцветки акриловых пленок.

Процесс ламинирования происходит следующим образом – пластиковые подоконники нагревают до нужной температуры и покрывают слоем клея, затем путем термической активации наклеивают пленку на профиль с помощью нажимных роликов.

Экструзия винилового сайдинга

Сайдинг производится методом экструзии. Суть этого метода состоит в том, что приготовленный заранее расплавленный состав (компаунд) продавливается прессом через профилирующее отверстие, после чего, остывая, сохраняет приданную ему форму. Сразу же после выхода панели из экструдера её поверхность дополнительно обрабатывается — её придается определенная фактура, имитирующая тот или иной сорт дерева. Затем обрезаются кромки панели и в её верхней части прошиваются необходимые для крепления к обшиваемой панелями стене отверстия. В настоящее время используется как метод моноэкструзии, при котором панель формуется из однородного компаунда, так и метод коэкструзии, при котором панель по толщине состоит из компаундов различного состава. Моноэкструзия

При моноэкструзии панель формируется из массы однородного состава. Эта технология проще и дешевле.

Данный технологический процесс производства сайдинга осуществляется при помощи экструдеров, принцип действия которых состоит в следующем — в подогреваемом цилиндре вращается один или несколько шнеков и непрерывно подает в фильеру смесь (расплавленный компаунд, состоящий из винилового порошка (пудры) и необходимых присадок), которая становится все более пластичной за счет увеличения подогрева.

Затем профили охлаждаются в вакуумных калибраторах, где им придается окончательная форма и качество поверхности.

Утверждается, что моноэкструзионный метод постепенно уходит в прошлое (из-за неэффективного использования дорогостоящих компонентов), а продукты вторичной переработки постепенно перестают пользоваться спросом из-за снижения себестоимости качественных материалов. Но есть и прямо противоположное мнение. Оно утверждает, что только моноэксторузионный метод позволяет получить качественный сайдинг, а коэкструзия и придумана только для того, чтобы в составе компаунда для внутреннего слоя можно было использовать вторичное сырье. Коэкструзия Коэкструзия является результатом одновременной экструзии двух слоев – нижнего — 80% от толщины профиля и верхнего — 20% от толщины профиля. Верхнее акриловое покрытие на лицевой стороне сайдинга может быть выполнено в различных цветовых тонах (с внутренней стороны профили имеют белый цвет). Оно устойчиво к царапанью, так как специфические свойства акрила придают поверхности профиля необычайную твердость, и образует единое целое с основой. Если на такой поверхности все же возникнут царапины, то их можно легко устранить шлифованием. Такой поверхности не грозят локальный нагрев, в том числе под интенсивным солнечным излучением, отслоение или растрескивание.
Незначительная чувствительность к теплу практически сводит на «нет» проблемы, связанные с температурным расширением конструкций.

Технологическая схема производства сайдинг профилей методом коэкструзии такова: Расплав ПВХ компаунда (двух типов от каждого из двух экструдеров) поступает в щелевую фильеру, затем проходит через накатные ролики с внутренним термоконтролем. Обычно таких роликов 6, два из них используются для нанесения требуемой текстуры на лицевую поверхность профиля.Смену текстуры поверхности можно производить, не останавливая весь процесс. После накатных роликов, профили, с целью их подготовки к обработке после формования, проходят через свободнолежащие охлаждающие ролики, которые выполняют функцию сглаживания.Устройство калибрования придаёт профилям окончательную форму. Это даёт возможность экструдировать два или более профилей с помощью одной и той же коэкструзионной фильеры путем замены калибрующего устройства. Тянущее устройство смонтировано на одной раме вместе с устройством пробивки отверстий в профиле (отверстия для прибивания профиля гвоздями к основе (или обрешётке) и отверстия для слива конденсата). После пробивки в профилях всех необходимых отверстий, профили разъединяются вдоль специальной пилой, а после этого разрезаются автоматически по заданной длине. Являясь более сложной технологически и требуя более совершенного и дорогостоящего оборудования, технология коэкструзии позволяет за счет более рационального использования модификаторов, стабилизаторов и других ингредиентов, определяющих свойства материала, снизить стоимость сайдинга. При этом, естественно, речь идет о сравнении моноэкструзионного и коэкструзионного материалов с приблизительно одинаковыми эксплуатационными характеристиками. Следует различать коэкструзионный сайдинг из чистой (первичной) виниловой пудры и сайдинг, произведенный из ПВХ вторичной переработки, так называемый Grey-back сайдинг. При его изготовлении, стремясь максимально снизить себестоимость, в компаунд, предназначенный для формирования внутреннего слоя, не вносятся пигменты и часть других присадок, что сильно ухудшает эксплуатационные характеристики такого материала. Более того, так как при изготовлении вторичного сырья путем переработки используются отходы различных производств (дверные и оконные профили, и т.п.), свойства такого компаунда сильно отличаются от оптимальных. Применение подобного материала ограничено районами с мягким климатом и типом строений, при возведении которых на первый план выступают соображения экономии, а не срок службы или эстетические показатели. Различные цветовые окраски профилю придаются: в случае коэкструзии — при помощи дозатора, смонтированного на коэкструдере (окрашивание верхнего слоя); в случае моноэкструции – применяется окрашивание в массе.Качество сайдинга обеспечивается, прежде всего, вводимыми в его состав добавками. К примеру, за долговечность отвечают присадки, которые препятствуют процессу старения поливинилхлорида. Они как бы изначально состаривают ПВХ, зато дальнейший процесс старения замедляется, и свойства материала остаются стабильными практически в течение всего срока эксплуатации. За счет включения этих добавок некоторые производители дают гарантию на свой сайдинг сроком до 50 лет. Другие присадки противодействуют расслоению, вздутию, шелушению или растрескиванию материала, борются с изменением цвета под воздействием солнечного излучения. Именно они позволяют использовать виниловый сайдинг практически в любых климатических условиях. Безусловно, важным фактором качества сайдинга является его способность не менять окраску под воздействием солнечных лучей. Одним из основных стабилизирующих компонентов, отвечающих за стойкость пигментации, является диоксид титана. Из-за того, что он имеет интенсивный белый цвет, сайдинг с высокой стойкостью к выгоранию выпускается мягких тонов. Чем более яркий цвет имеет материал, тем ниже его стойкость к выгоранию.
На всех этапах производства очень важен компьютерный контроль. Автоматизация производства на таких участках технологической цепочки, как изготовление компаундной смеси с точным весовым контролем за количеством того или иного ингредиента, экструзионный процесс и финальное формирование ленты, позволяет крупнейшим производителям быть на голову впереди в таких направлениях, как однородность состава панелей, стабильность геометрических параметров и окраски.

Экструзия напольного плинтуса

Пластиковый напольный плинтус производится методом экструзии. Типичная экструзионная линия для производства пластикового плинтуса (как и всех ПВХ профилей) состоит из экструдера с системой загрузки материала, экструзионной фильеры, калибраторов, системы охлаждения, тянущего устройства и устройства складирования готовых профилей.

Экструдеры

Для производства пластикового плинтуса применяются одно- или двухшнековые экструдеры с диаметром шнека 45-90 мм. Диаметр шнека экструдера выбирают в зависимости от сечения профиля. Двухшнековые экструдеры в этом процессе предпочтительнее. Они позволяют обеспечить постоянство температуры расплава ПВХ (расплавленный компаунд, состоящий из винилового порошка (пудры) и необходимых присадок) по сечению каналов экструзионной фильеры, что необходимо для равномерного вспенивания (в случае производства плинтуса из вспененного ПВХ) и постоянства плотности материала в изделии.

Система охлаждения

Длина пути охлаждения вспененного ПВХ плинтуса при экструзии больше, чем для жесткого пластикового плинтуса, так как теплопроводность вспененного ПВХ значительно ниже. Охлаждение производят и в охлаждающих ваннах погружением или разбрызгиванием воды из форсунок, что позволяет дифференцированно охлаждать участки профилей разной толщины. В конце зоны охлаждения для выравнивания возможного коробления или продольного изгиба («саблевидности») плинтуса иногда устанавливают подогревающие устройства.

Тянущие устройства

Для отвода пластикового плинтуса используют траковые тянущие устройства с резиновыми траками определенной жесткости или устройства из сплошных резиновых лент (ремней), позволяющих обеспечить сохранность вытягиваемого профиля.

Режущие устройства

Резка пластикового плинтуса при экструзии осуществляется вращающимися дисковыми пилами. Для отбора пыли при резке в месте контакта устанавливается специальный пылесос с пылесборником.

Способы окраски пластикового напольного плинтуса

Пластиковый напольный плинтус может иметь разнообразные цветовые решения, от однотонных цветов до различных декоров под дерево.

Существует несколько способов окраски пластикового плинтуса:

— окрашенние в массе

— ламинированние акриловой пленкой, как однотонной, так и с рисунками «под дерево»

— нанесение печатного рисунка

Окрашивание в массе

Возможны сотни оттенков, но в основном используется около пяти популярных – бежевый, кремовый, салатовый, серый, белый.

Ламинирование акриловой пленкой

Данный способ применяется в основном для декоративной отделки, например имитации «под дерево». Она обладает такими важными свойствами, как прочность, высокая устойчивость к атмосферным воздействиям, а также к ультрафиолетовым лучам и надолго сохраняет яркость расцветки. Ламинат воспроизводит структуру дерева — имитация текстуры дуба натурального, светлого и темного, а также красного дерева, однако также используются и другие самые разнообразные расцветки акриловых пленок. Процесс ламинирования происходит следующим образом — профили нагревают до нужной температуры и покрывают слоем клея, затем путем термической активации наклеивают пленку на профиль с помощью нажимных роликов. Разумеется, в ходе производственного процесса адгезия подвергается постоянному и строгому контролю. Обычно коричневые профили ламинируются пленками с декорами под дерево с двух сторон.

Нанесение печатного рисунка

Данный способ нанесения декора на профильно-погонажные изделия при производстве пластикового плинтуса используется относительно редко.Каждый профиль в отдельности подвергают акклиматизации и предварительной обработке, чтобы на поверхности не осталось частичек грязи. Затем печатной техникой на профиль наносят различные цвета и рисунки. После чего поверхность защищают слоем матового или глянцевого лака, обладающего антистатическим действием, износоустойчивостью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, повышенной стойкостью к царапинам, пеплу, химическим средствам и другим агрессивным воздействиям.

7481 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Экструзия полиэтиленовых и полипропиленовых труб отключены

Экструзия полиэтиленовых и полипропиленовых труб

| Экструзия труб | 16.10.2008

Трубы разного диаметра и с различной толщиной стенки (0,1-50 мм) производятся по принципиально сходным технологиям, отличающимся лишь устройством и размером отдельных блоков. Гранулированный полимерный материал пневмозагрузчиком подается в бункер экструдера, где нагревается, пластифицируется и в виде расплава под давлением подается в прямоточную головку, из которой отформованная труба поступает в калибратор и далее в охлаждающую ванну. Для отвода трубы используется тянущее устройство, захватывающие элементы которого соответствуют профилю изделия. Толщина стенки трубы и правильность ее геометрической формы контролируются бесконтактным измерительным устройством. Трубы с диаметром более 50 мм нарезаются на отрезки дисковой пилой перемещающейся вдоль трубы со скоростью ее отвода, и укладываются манипулятором в штабеля. Трубы диаметром менее 50 мм наматываются в бухты тянуще-намоточным устройством.

В качестве формующих головок используют прямоточные кольцевые (трубные) головки, реже – угловые и Z-образные. Конструктивное оформление трубных головок весьма разнообразно. Оно зависит от соотношения диаметра шнека экструдера и полимерной трубы, от толщины ее стенки, вида и свойств перерабатываемых термопластов.

Как правило, трубы калибруют по их наружному диаметру, поскольку это важно для стыкования и соединения при дальнейшем использовании. Тонкостенные шланги и капилляры калибруют также и по внутреннему размеру. Калибровка по наружному диаметру осуществляется раздуванием трубы либо сжатым воздухом, подаваемым внутрь через отверстия в дорне, либо созданием вакуума между калибрующей втулкой и трубой. В первом случае внутри трубы необходимо размещать пробку, прикрепленную к дорну тросом, во втором – усложнить устройство калибратора для чередования по длине калибрующей втулки участков охлаждения и вакуумирования.

Раздувание сжатым воздухом позволяет создавать внутри трубы высокое давление. Этот способ калибровки используют для производства труб диаметром более 100 мм и толщиной стенки более 5 мм. При этом, применение пробки может ухудшить качество внутренней поверхности трубы и увеличивает силу ее трения при калибровке. Вакуумная калибровка исключает появление дефектов на внутренней поверхности трубы, но в силу того, что предельное значение раздува не превышает 0,05 МПа, ее используют для тонкостенных шлангов и реже — труб. Устройство для вакуумного калибрования по наружному диаметру располагается непосредственно у трубной головки и состоит из калибрующей насадки с рубашкой и вакуумной линии. Рубашка состоит из двух секций, в которые подается охлаждающая вода. Центральная камера соединяется с вакуум-насосом, и в полости создается разрежение. Благодаря наличию отверстий в калибрующей насадке над трубой создается разрежение, внутреннее давление распирает трубу и прижимает ее к внутренней поверхности калибрующей насадки.
Устройство для калибрования трубы по внутреннему диаметру представляет собой охлаждаемый калибрующий сердечник, который крепится к дорну головки. Сердечник охлаждается водой, поступающей в него по трубке через каналы, имеющиеся в дорне трубной фильеры. Выходящая из головки экструдера цилиндрическая заготовка натягивается на калибрующий сердечник усилием, создаваемым тянущим приспособлением. Внутренним калиброванием можно получать трубы квадратного, треугольного, овального или другого сечения.

При калибровании изделий следует избегать быстрого охлаждения , чтобы свести к минимуму остаточные напряжения и неравномерность усадки, нередко являющиеся причиной образования микротрещин. Отсюда проистекает необходимость согласования толщины стенки трубы, скорости ее отвода от головки, длины калибрующей втулки и теплофизических свойств перерабатываемого полимера (теплопроводность, температуропроводность).

Движение при калибровке сопровождается трением скольжения изделия по поверхности калибрующей втулки. Если возникающая при этом сила трения избыточна – это может привести к разрыву трубы или уменьшению толщины ее стенки. Во избежание данной проблемы необходимо учитывать значение коэффициента трения различных полимерных материалов в функции температуры поверхности скольжения.

Обычно оборудование для производства труб комплектуется калибрующими устройствами с конструктивно заданными и неизменными размерами. Следовательно, задача технолога состоит в оценке требуемого времени (длительности) калибрования и согласования с ним скорости отвода изделия. Охлаждение труб необходимо им для придания окончательной твердости и прочности, достаточной для противодействия усилиям, возникающим при последующей операции – протяжке гусеничным устройством. В отечественном производстве чаще других используют охлаждение в ванне с проточной холодной водой. Длина ванны и кратность обмена воды определяются с учетом толщины стенки изделия (скорость отвода определена заранее). В конструкции ванны могут предусматриваться устройства, поддерживающие трубу от провисания или от всплывания. Тонкостенные трубы охлаждают также обдуванием воздухом. В этом случае необходимо контролировать равномерность обдува по периметру изделия. Охлаждающие ванны делают сварными из коррозионно-стойкой стали. На торцах ванн имеются отверстия со сменными резиновыми манжетами. Диаметр отверстия в манжете должен быть несколько меньше наружного диаметра экструдируемой трубы. Внутри ванны устанавливают поддерживающие ролики из пластмассы или алюминия, удерживающие охлаждаемую трубу под водой. Ванну обычно устанавливают на роликах, позволяющих перемещать ее по укрепленным в полу направляющим. Для равномерного охлаждения трубы ванны снабжают автоматическими регуляторами температуры и системами дозирования подачи охлаждающей воды.

Тянущее устройство предназначено для отвода изделия от формующей головки и перемещения его через охлаждающую ванну. Наиболее часто применяются устройства гусеничного типа. В зависимости от диаметра трубы, толщины ее стенки, конфигурации поперечного сечения тянущие элементы могут представлять собой бесконечный ремень с эластичными накладками или роликовые цепи с траками, повторяющими контур изделия. Тянущее устройство должно комплектоваться приводом с плавной регулировкой и прибором для оценки линейной скорости отводимого изделия. Последнее особенно важно, во-первых, из-за того, что позволяет компенсировать разбухание экструдата, а, во-вторых, от отношения скорости отвода изделия к скорости выдавливания экструдата зависит так называемая степень вытяжки трубы и ее свойства в продольном и поперечном направлениях. Таким образом, регулированием скорости отвода, т.е. скорости движения тяговых элементов тянущего устройства, можно существенно влиять на характеристики получаемых труб.

Резка труб осуществляется пилами различной конструкции (циркулярной, ленточной). В процессе резки пила перемещается вместе с трубой и после завершения цикла возвращается в исходное положение.

Автоматическая система контроля работы линии состоит из микропроцессора, блока памяти, пульта управления, на котором располагаются мнемосхемы и клавиатура для ввода технологической информации; дисплея, на экран которого можно вызвать сведения о фактических и заданных значениях технологических параметров в любой точке технологического процесса; печатающего устройства, которое регулярно предоставляет информацию о работе агрегата; банка технологических данных; устройства для ввода программ (считывающего устройства).
Подобная система рассчитана на сбор информации, поступающей от 15-20 термопар (о значениях температуры в зонах корпуса, головки, температуры расплава, воды в калибрующем устройстве и охлаждающих ваннах); информации о двух значениях давления расплава (перед фильтром и за ним); о двух-трех значениях частоты вращения (шнека экструдера, тянущего устройства); о толщине стенки, диаметре трубы, давлении масла в системе смазки. Кроме того, машина снабжается стандартным набором аппаратуры тепловой автоматики и управления приводом.

Экструзия металлопластиковых труб

Несмотря на то, что все полимерные трубы определяются общими техническими и эксплуатационными характеристиками, отдельные виды труб (ПЭ, ПП, ПВХ, ПЭКС и металлопластиковые) также имеют свои особенности. Выделим отличительные черты металлопластиковых труб.Металлопластиковая труба представляет собой пятислойную конструкцию из трех основных и двух связующих слоев. Внутренний слой трубы произведен из сшитого полиэтилена. На поверхность наносится слой специального клея, соединяющий полиэтилен с алюминием. Алюминиевый слой выполнен из специальной фольги толщиной 0,4 мм, со стыковым сварным швом по всей длине. Сварка алюминия встык позволяет получить трубу с идеально круглым сечением. На поверхность алюминия наносится еще один слой специального клея, связывающий алюминий с внешним слоем пластика РЕ-Хс. Вся труба сшита посредством бомбардировки электронами как внутреннего, так и внешнего слоев. Всего имеется три способа сшивания полиэтилена: химический способ пероксидом (РЕ-Хa), химический способ силоном (РЕ-Хb) и физический способ электронным облучением (РЕ-Хс). При этом для достижения одинакового качества процент сшивания пероксидом должен быть 70 %, силаном — 65 %, электронным способом — 60 %. Сшивание полиэтилена представляет собой процесс образования поперечных и продольных связей между длинными молекулами полимера под воздействием интенсивной бомбардировки электронами. При физической сшивке труба из полиэтилена облучается жесткими рентгеновскими лучами. Данный процесс очень производителен, его скорость составляет 80 м/мин. Однако сшивка материала неравномерна по толщине трубы. У наружной поверхности наблюдается самый большой процент сшивки молекул. У внутренней — самый низкий. Соответственно, и свойства в объеме полиэтилена различны. Средний процент сшивки составляет 78%. Полиэтилен получаемый в результате физической сшивки обозначать РEХ-C.

Под воздействием ускоренных электронов и вторичного гамма-излучения происходит разрыв химических связей, образование свободных радикалов, которые рекомбинируют создавая поперечные связи между макромолекулами.

Производство труб по этому способу разделяется на две самостоятельные, стадии: изготовление труб на обычных трубных линиях и последующая обработка высокими энергиями, главным образом, на ускорителях электронов.Производство труб малых диаметров и соответственно толщин стенок не вызывает технологических трудностей, не снимая при этом проблемы технического, организационного и экономического характера, связанные с создание и эксплуатацией оборудования радиационной сшивки.Увеличение толщины стенок свыше 3-4 мм требует принятия специальных мер. Трубные марки полиэтилена высокой плотности для достижения требуемой степени сшивки требуют облучение дозой порядка 15-20 Мрад. При этом поглощенная доза в 1 Мрад разогревает полиэтилен на 5О С. Избежать перегрева возможно двумя путями: — осуществить многократный прогон трубы через ускоритель, что требует дополнительные затраты на оборудование и снижает производительность процесса;
— использовать композиции полиэтилена, содержащие сенсибилизирующие добавки, снижающие требуемую дозу облучение до 10 Мрад, что в свою очередь существенно увеличивает стоимость исходного сырья.

Для получения равномерной сшивки трубы, как по толщине, так и по периметру, ускоритель должен иметь специальные развертки пучков электронов. Для труб толщиной стенки 10 мм требуются ускорители с энергией 3 Мев, для 15 мм — 5 Мев при мощности порядка 50-100 квт. Стоимость таких ускорителей достигает 1,5 — 2 млн. долларов США. Нельзя также забывать о необходимости создания дорогостоящей защиты ускорителя от проникающей радиации. При химической сшивке атомы водорода в молекулах полиэтилена замещаются под воздействием химических веществ. Одним из таких веществ является силан. Поэтому такую химическую сшивку называют силановой. Труба из полиэтилена на выходе из экструдера проходит через силановую ванну, процесс сшивки идет от двух поверхностей — наружной и внутренней вглубь стенки трубы. В этом случае у обеих поверхностей наблюдается высокий процент сшивки, а в середине толщины трубы самый маленький.
Средний процент сшивки составляет приблизительно 75%. Такой материал принято обозначать РEХ-B. Сшивание молекул полиэтилена происходит путем прививки к полиэтилену групп силанольных соединений и последующей обработки водой с образованием силаксановых связей.

Существуют два способа производства силанольно сшитых труб:

1) двух стадийный способ, при котором на первой стадии осуществляется прививка к полиэтилену силанольных соединений (осуществляется на предприятиях, производящих полиэтилен), а на второй стадии, представляющую обычную экструзии, в этот полиэтилен вводится катализатор сшивки;

2) при одностадийном способе (модификации которого незначительно отличаются друг от друга) в экструдер подаются сразу полиэтилен, силан, активатор прививки и катализатор сшивки.

В обоих случаях для производства труб используются стандартных трубные линии на базе одношнековых экструдеров. После экструзии, при которой степень сшивки составляет не более 15%, необходимо производить дополнительную обработку водой при повышенной температуре для достижения степени сшивки, предписанной стандартом. При этом необходимо иметь в виду, что этот процесс достаточно длительный, например, для труб с толщиной стенки 10 мм при температуре 80О С время обработки составляет порядка 12 суток.Второй способ химической сшивки — сшивка азотными радикалами. Полиэтилен, сшитый этим способом, обозначается РEХ-D. Этот способ сейчас практически не применяется из-за низкой технологичности. Третий способ химической сшивки — сшивка пероксидами. Особенности этого способа в том, что полиэтилен и инициатор сшивки — пероксид — предварительно равномерно перемешиваются. Сшивка производится под высоким давлением в расплавленном состоянии. При таком способе достигается высокий процент сшивки равный в среднем 85%. При этом свойства материала одинаковы в каждой точке материала независимо от толщины. Данный полиэтилен принято обозначать РEХ-A. Образование поперечных связей происходит за счет возникновения активных радикалов под воздействием перекиси, вводимой в полиэтилен на стадии приготовления композиции.

Применяются два способа производства труб:

1) со сшивкой полиэтилена в процессе экструзии при течении полимера в формующем инструменте;-

2) со сшивкой полиэтилена после экструзии под воздействием инфракрасного излучения с длинами волн, избирательно воздействующими на перекись и вызывающими ее активацию без существенного нагрева и размягчения полиэтилена.

В обоих случаях для производства используются трубная линия со стандартным набором агрегатов, Отличие заключается в том, что в первом случае используется поршневой экструдер с удлиненным формующим инструментом, а во втором обычный шнековый экструдер, после которого устанавливается нагревательная печь.Изготовленные подобным способом трубы обладают следующими характеристиками.Алюминиевая фольга практически не влияет на эксплуатационные параметры труб – рабочее давление и температуру. Жидкость внутри трубы перемещается не по алюминиевой, а по пластмассовой трубе, и поэтому именно свойства сшитого полиэтилена определяют эксплуатационные параметры. Главная же задача алюминиевой прослойки – создание диффузионного барьера, препятствующего проникновению кислорода из атмосферы внутрь трубы. Другие функции, выполняемые алюминиевой прослойкой, — частичная компенсация теплового расширения полимерной трубы. Так как коэффициент линейного теплового расширения у полимеров в 10-12 раз выше, чем у стали, то при эксплуатации в системах горячего водоснабжения и отопления пластмассовые трубы удлиняются. Однако, этот факт не оказывает серьезного влияния на простоту эксплуатации и монтажа пластмассовых труб. Так, зарубежный опыт строительства полностью исключает открытую прокладку внутренних санитарных систем – трубопроводы прокладываются в специальных коробах и каналах, что обеспечивает удобный доступ к ним, а также скрывает от глаз «изгиб» труб вследствие теплового расширения, который никак не сказывается на их эксплуатационных характеристиках, но кажется неэстетичным при прокладке труб на поверхности стены. Проблема линейного расширения пластмассовых труб в стояках легко решается с помощью специальных компенсаторов. Поэтому функции компенсации линейного удлинения, дополнительно выполняемые алюминиевой фольгой, имеют смысл лишь при открытой прокладке труб в системах отопления, где протяженность трубопроводов достаточно большая. Ну а в системах холодного водоснабжения и в теплых полах (там трубы монолитятся в бетон) компенсация и вовсе бесполезна.Помимо положительных качеств, используемая в конструкции трубы алюминиевая фольга имеет и отрицательные стороны. Прежде всего, чем сложнее конструкция, тем выше вероятность ее выхода из строя. Кроме того, так как коэффициент линейного теплового расширения у «сшитого» полиэтилена и алюминия разный, в процессе эксплуатации различные слои трубы расширяются по-разному. В результате в конструкции возникают значительные напряжения, которые должна компенсировать клеевая прослойка. К сожалению, не все производители полностью выдерживают все требования по соблюдению технологии производства и качеству материалов. Как результат – расслоение труб в процессе эксплуатации. Ну а если говорить о стойкости металлополимерных труб к замораживанию, то здесь их позиции еще более уязвимы. При расширении воды внутри трубы вследствие замерзания происходит деформация алюминиевой фольги и опасность разрыва сварного шва.

Cвойства металлопластиковых труб

Химические свойства

Металлопластиковые трубы устойчивы к воздействию различных химических растворов.

Сохранение формы

После изгибания металлопластиковые трубы сохраняют нужную форму, что облегчает и ускоряет сборку фитингов и дальнейшую работу с трубой.

Устойчивость к износу

Внутренний слой металлопластиковых труб выполнен из высокопрочного сшитого полиэтилена. Это обеспечивает практически полное отсутствие износа даже при высокой скорости потока. Высокая прочность позволяет выполнять трубопроводы водоснабжения с высоким внутренним давлением. Также металлопластиковые трубы устойчивы к многократным, резким перепадам давления и температур.

Коэффициент расширения

Благодаря алюминиевому слою коэффициент линейного расширения металлопластиковых труб составляет 0,025 мм/(мЧК).

Термостойкость

Позволяет применять трубы для монтажа систем горячего водоснабжения.

Электробезопасность

Специальная конструкция фитингов позволяет прервать электрический контакт и поставить заслон на пути преждевременного разрушения системы из-за воздействия электрических полей.

Экологичность

Металлопластиковые трубы не имеют противопоказаний для использования в любых типах трубопроводов для питьевой воды.Благодаря тому, что наружный слой трубы тоже является сшитым полиэтиленом или полипропиленом, нет необходимости защищать трубу с наружной стороны от коррозии, а также нет необходимости ее окрашивать.

Проанализируем отдельно сравнительные достоинства и недостатки различных видов металлополимерных труб.

Положительные стороны производства и применения РЕХ-а:

— более надежное достижение равномерности сшивки;

— более высокая степень сшивки (более 80%), РЕХ-с обычно не намного превышает 60%;

— значительно более высокая гибкость, по сравнению с другими видами РЕХ, особенно для труб диаметрами 63-160 мм с большими толщинами стенок;

— относительно низкая стоимость исходного сырья (по сравнению с РЕХ-в);

— наиболее дешевое и простое технологическое оборудование;

— максимальный опыт использования труб (метод сшивки Энгеля был исторически первым, осуществленным более 30 лет назад, а трубы имеют практически подтвержденный срок службы более 25 лет);

— все европейские компании производящие предварительно изолированные трубы для внешних систем ГВС и отопления (UPONOR-WIRSBO, REHAU, BRUGG) используют исключительно РЕХ-а.

Недостатки РЕХ-а носят исключительно технологический характер:

— низкая производительность;

— необходимость освоение KNOW-HOW, в первую очередь, связанная со сложным ручным процессом обработки формующего инструмента.

Положительные стороны РЕХ-в:

— высокая скорость изготовления труб на этапе экструзии;

— стандартные технологические трубные линии, используемые в производстве;

— возможность достижения повышенных физико-механических свойств трубы на новых видах материалов (TUX-100).

Недостатки РЕХ-в:

— высокая стоимость сырья (вдвое больше РЕХ-а);

— необходимость дополнительного производственного этапа — сшивания труб под воздействием повышенных температур и влаги;

— проблемы при сшивании труб большой толщины (время, равномерность);

— самая низкая гибкость трубы (высокая плотность) — обратная сторона высоких физико-механических показателей;

— гигиенические свойства труб в результате использования силанольных добавок — под вопросом.

Положительные стороны РЕХ-с:

— высокая производительность первого этапа производства (экструзия труб);

— стандартные технологические линии, используемые на первом этапе производства;

— невысокая стоимость сырья при процессе без использования сенсибилизирующих добавок.

Недостатки РЕХ-с:

— низкая степень сшивки;

— необходимость дополнительного капиталоемкого и ответственного производственного этапа — сшивания трубы облучением;

— проблемы при сшивании труб большой толщины (время, равномерность);

— капитальные вложения эффективны только при очень большой производственной программе.

Экструзия PEX труб

Технология производства металлопластиковых труб практически идентична производству PEX труб. Основное отличие заключается в отсутствии внутреннего слоя из фольги.

Экструзия ПВХ труб

К преимуществам ПВХ относятся широкие возможности модификации полимера разнообразными добавками. В чистом виде ПВХ практически не используется, т.к. это крайне нетермостабильный хрупкий материал, который под действием высоких температур начинает интенсивно деполимеризоваться с выделениме хлористого водорода, хлористого винила, окиси углерода и других соединений. Когда говорят о ПВХ, имеют в виду композицию, состоящую из полимера и разнообразных добавок, которые делают полимер способным к удовлетворительной переработке.В композицию жесткого ПВХ вводят стабилизаторы для повышения способности материала к переработке при повышенных температурах и эксплуатации при воздействии внешних атмосферных факторов, смазки и модификаторы текучести для снижения прилипаемости (адгезии) расплава к рабочим органам перерабатывающих машин и технологической оснастки, модификаторы ударопрочности для увеличения стойкости к различным нагрузкам при эксплуатации, другие добавки, повышающие стойкость к воздействию внешних факторов. В мягкие композиции помимо указанных добавок вводят пластификаторы, благодаря которым изделия приобретают эластичность, гибкость, способность к работе при отрицательных температурах. С увеличением содержания пластификатора в композиции изделие становится более гибким.Для сантехнических трубопроводов (внешней и внутренней канализации) наиболее распространен непластифицированный ПВХ или ПВХ с незначительным добавлением пластификаторов. Пластифицированный ПВХ в трубах для канализации применяется крайне редко. Прочность ПВХ при растяжении полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к нему в качестве материала для трубопроводов. Недостатком ПВХ является малая ударная вязкость. Эти свойства, как у всех термопластов, зависят главным образом от температуры. При температурах около 0 0С материал становится хрупким. Поэтому в этих условиях необходимо избегать каких бы то ни было ударных воздействий, а при более низких температурах вообще не следует применять ПВХ. ПВХ имеет низкий модуль упругости. Свободно проложенный трубопровод ПВХ необходимо достаточно часто подвешивать, чтобы предотвратить его прогибание. При этом, трубопровод ПВХ, заполненный водой, может замерзнуть без разрушения (напряжение от деформации, вызванной изменением объема замерзшей воды в трубе, ниже предела текучести при растяжении и не вызывает разрушения материала).Для ПВХ, используемого в трубопроводах, важен коэффициент теплового расширения (он в 7 раз выше, чем у стали). Изменения длины проявляются значительно уже в пределах колебания температур монтажа и эксплуатации. Значение малого коэффициента теплопроводности при применении ПВХ, проявляется например в том, что трубопровод, наполненный водой замерзает при температуре на 1-2 0С ниже, чем стальной.Поливинилхлорид относится к материалам изолирующим и не разрушается блуждающими токами. ПВХ обладает высокой стойкостью к химическому действию самых различных реагентов, которые считаются агрессивными. Он практически стоек ко всем интенсивно корродирующим металлический трубопровод веществам. Это относится и к сточным водам во внутренней канализации. Показателем высокой химической стойкости является полная сохранность внутренней поверхности канализационных труб под действием сточных вод с сохранением сечения в свету без коррозии и наростов или осадков твердых веществ. Остановимся кратко на характеристики стабилизаторов и смазок, которые многие производители добавляют в композицию ПВХ при производстве труб. Стабилизаторы Под действием тепла и света ПВХ подвержен термо- и фотодеструкции, сущность которых состоит в том, что при температуре переработки, близкой к переработке разложения ПВХ, от молекул полимера отщепляется хлористый водород и образуются свободные радикалы, после чего под действием кислорода воздуха начинаются окислительные процессы. При деструкции изменяется окраска полимера и ухудшаются его механические свойства. Для предотвращения деструкции связыванием свободных радикалов в полимер вводятся стабилизаторы. Для повышения термостабильности полимеров используют термостабилизаторы. При выборе стабилизаторов необходимо учитывать технологию переработки материала и эксплуатационные характеристики готового продукта, а именно: совместимость стабилизатора или продуктов его реакции со всеми компонентами, входящими в состав смеси; стойкость к воздействию высоких температур и летучесть; склонн
ость к образованию отложений на поверхности рабочих органов оснастки и машины; влияние на электрические свойства; поведение при длительном воздействии воды; отсутствие запаха, вкуса, стойкость окраски. Оптимальные результаты по стабилизации могут быть достигнуты только при использовании систем стабилизаторов. Применяемые для ПВХ стабилизаторы можно разделить на несколько классов: свинецсодержащие, оловоорганические, кальций-цинковые, барий-кадмиевые, органические стабилизаторы, светостабилизаторы. Каждый из этих классов образует широкие подгруппы, включающие производные основного металла. Выбор типа и системы стабилизаторов зависит от требований, предъявляемых к свойствам готовых изделий и режимам переработки материала, от степени вредности при приготовлении смесей и использовании готовых изделий. По последнему показателю стабилизаторы на основе солей тяжелых металлов постепенно вытесняются менее вредными: практически полностью прекратилось использование барий-кадмиевых стабилизаторов, многие европейские страны уже отказались или планируют отказаться от стабилизаторов, содержащих свинец, и перейти на мало токсичные, но менее эффективные кальций-цинковые стабилизаторы. Смазки

Смазки облегчают переработку жестких композиций ПВХ. В качестве смазок применяются вещества, способные благодаря своему химическому строению улучшать реологические свойства ПВХ. При этом, большое значение имеет правильный выбор типа смазки и их весовое содержание в смеси.

Состав рецептуры композиции и условия переработки определяет выбор смазок по агрегатному состоянию, совместимости с полимером, стабилизаторами, пластификаторами и эффективности их воздействия на переработку смеси.
К смазкам относятся натуральные и синтетические парафины, полиэтиленовые воски, жирные спирты и кислоты (стеариновая и пальметиновая кислоты, пальметиновый спирт), производные жирных кислот (стеарат кальция, эфиры стеариновой кислоты, эфиры горного воска, бутилстеарат, моно- тристеарат глицерина), смеси углеводородов, эфиров и т.д.

По способу действия смазочные добавки разделяются на внутренние и внешние. Внешние смазки препятствуют прилипанию расплава к деталям перерабатывающего оборудования. Внутренние смазки благодаря их хорошей совместимости с ПВХ снижают вязкость расплава смеси. Существуют также переходные типы смазок. Максимальная эффективность смазок достигается путем выбора удачных комбинаций внутренних и внешних смазок.

Производство гофрированных труб и шлангов

Производство гофрированных труб и шлангов имеет определенных отличия в сравнении с «традиционной» схемой производства пластиковых труб, описанной выше. Агрегат для производства гофрированных изделий состоит из экструдера с прямоточной трубной головкой с удлиненным дорном и необогреваемым мундштуком. В непосредственной близости от головки располагается гофратор, устроенный подобно двухцепному отводящему устройству, на каждом траке которого закреплена полуформа с каналом для охлаждающей воды. Тонкостенная трубная заготовка поступает в зону сомкнутых полуформ гофратора, под давлением сжатого воздуха прижимается к охлажденным поверхностям, сохраняя приданную ей форму. Для поддержания давления внутри раздуваемого рукава в нем размещается плавающая пробка, прикрепленная к дорну тросом. Гофратор, таким образом, выполняет две функции. Первая – подобно калибратору он придает изделию требуемую геометрическую форму; вторая – является отводящим устройством с плавной регулировкой скорости движения полуформ.

Далее гофрированная труба поступает либо на перфоратор, пробивающий в ее стенки дренажные отверстия, либо, при его отсутствии, наматывается в бухты на намоточном устройстве. В зависимости от требований профиль гофры может быть треугольным, трапецеидальным, полукруглым или прямоугольным. Особенность технологии производства гофрированных изделий заключается в том, что для обеспечения полноты формования гофров процесс ведется на предельно допустимой для перерабатываемого материала температуре.

11575 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Пластиковая упаковка отключены

Пластиковая упаковка

| Пластиковая упаковка | 16.10.2008

Общие сведения

Согласно многочисленным исследованиям во всем мире рынок упаковки является наиболее важным сектором в сфере потребления пластика:

— этот сектор составляет треть от общего количества используемого пластика

Читать далее »

1770 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

Комментарии к записи Каландрирование пленок отключены

Каландрирование пленок

| Каландрирование | 16.10.2008

В этом процессе непрерывный лист или пленку получают при пропускании размягченного материала между двумя или более валками. Каландры были первоначально разработаны для переработки резины, а в настоящее время широко используются для переработки термопластов, в основном мягкого ПВХ. Каландрование заключается в заливке пластичной массы в щель между двумя валками, где она формуется в пленку, которая затем проходит через остальные валки. Материал выходит в виде непрерывной пленки, толщину которой определяет зазор между последней парой валков. Поверхность пленки зависит от поверхности последнего валка и может быть блестящей, матовой или структурированной. После выхода из каландра лист охлаждается на охлаждающих валках и проходит через 3-радио-активный толщиномер до подачи на намотку. Пластичная смесь, подаваемая в каландр, может быть просто расплавом полимера (например, ПЭ); в случае ПВХ проводят большие подготовительные работы по составлению композиции, смешению, желатинизации, фильтрации. Кроме полимера вводят инертные минеральные наполнители (для снижения стоимости и модификации физических свойств), пигменты, технологические смазки, стабилизаторы и пластификаторы. Сухие компоненты, кроме пигментов, загружают в ленточный смеситель и интенсивно перемешивают для получения равномерной дисперсии. Если нужно вводить пластификаторы, их впрыскивают в порошковую смесь на начальной стадии смешения. При получении дисперсной смеси требуемого качества смесь выгружают через клапан в днище смесительной камеры и взвешивают в порционной емкости. Если требуются пигменты, их вводят на этой стадии в каждую емкость отдельно. Эти емкости затем разгружают в первичный смеситель типа «Бэнбери» и перемешивают при 120-160 °С.Сочетание нагрева и смешения (смеситель типа «ко-кнетер») вызывает частичную желатинизацию смеси. Частично желатини-зированный материал подают в двухвалковую мельницу, где он образует лист вокруг переднего вала. Его можно подавать не­посредственно в каландр, но для пленок и тонких листов дополнительно вводят стренинг-процесс для удаления любых грубых частиц. Типичный стренер состоит из одношнекового экст-рудера с фильтром непосредственно после шнека. Фильтр состоит из тонких сеток, изготовленных из нержавеющей стали, механически опирающихся на более редкую грубую сетку и решетник.Каландр может содержать от двух до пяти полых валков, снабженных паровым обогревом или водяным охлаждением, и характеризуется числом валков и их расположением, например I, Z, Г (наиболее типичное — Z или Г). К валкам необходимо подводить очень большие усилия для формования полимера в тонкую пленку, что вызывает изгиб валков и получение листа, который толще в середине, чем по краям.

Некоторые способы борьбы с этим эффектом перечислены ниже:

1) валки могут быть бомби-рованы, т. е. их диаметр в центре больше, чем по краям

2) валки могут быть слегка перекрещены, что увеличивает зазор по краям валков

3) изгибающий момент может быть приложен к концам каждого валка установкой вторых подшипников на каждую щеку вала и их нагружением гидравлическими цилиндрами

Каландры типа Z имеют в этом отношении преимущества, потому что прогиб валка не влияет на щель, и, таким образом, разнотолщинность уменьшается. Это происходит потому, что противолежащие валки расположены под прямым углом, а не в линию.Как уже упоминалось, толщину пленки или листа на выходе из каландра измеряют толщиномером. Он позволяет определить среднюю толщину по площади листа. Излучение от изотопа типа Таллий-204 проходит сквозь лист и собирается в ионизационной камере. Излучение, достигшее камеры, обратно пропорциона тьно массе единицы площади измеряемого материала.Каландры очень массивны из-за больших усилий, необходимых для продавливания пластической массы в тонкую щель. Они требуют высокой температуры с небольшим допуском по валу и высоких давлений, также с низким допуском. Требуется большая площадь пола из-за сопутствующих устройств типа миксеров, смесителей, систем контроля температуры, загрузки — выгрузки и т. д. Каландрование поэтому капиталоемкий процесс, каландры стремятся создавать для широкоформатных пленок, не менее 1,8 м, так как цена их в этом случае пропорционально меньше. Однако такие большие машины применяют только для пластифицированного ПВХ, потому что вязкость непластифицированного ПВХ значительно больше, что затрудняет работу на валках большой ширины. Для производства непластифицированных ПВХ пленок был разработан специальный процесс Лювитерм. ПВХ быстро нагревают до 220°С в контакте со специально сконструированными алюминиевыми валками и получаемую горячую пленку обычным образом сразу же ориентируют в высокотемпературной зоне. Каландры уже, чем описанные выше большие машины, их производительность меньше. Используют специальные марки ПВХ (со специальной стабилизацией), а стадию компаундирования обычно проводят на экструдере, непосредственно запитывающем каландр.Каландрованные пленки обычно более однородны по сравнению с экструзионными. Это связано с многими причинами, одна из которых — продуманность конструкции каландров. Конечная толщина пленки очень сильно зависит от щели между последней парой валков, в то время как в процессе экструзии толщина зависит больше от коэффициента вытяжки в случае рукавной пленки или скорости приема в случае поливной пленки. Кроме того, в поперечном сечении экструзионной головки могут быть участки, где течение предпочтительно, что приводит к разно-толщинности.

В рукавном процессе имеются дополнительные усложняющие факторы, такие как конструкция, на которую опирается дорн головки. Они также влияют на течение расплава, приводя к разнотолщинности. Дополнительным преимуществом каландрования является лучшее смешение. Количество энергии, доступное в каландровой линии, много больше, чем в экструзионной. Поэтому каландрованная пленка менее зависима от однородности сырья. Главное преимущество экструзии ПВХ — намного меньшие капитальные затраты, что дает более быструю экономическую отдачу.

Схема каландровой установки

Основным оборудованием каландровой технологии является, естественно, каландр, то есть машина, состоящая из массивного корпуса, в котором вращаются валки — главный рабочий элемент.Валки приводятся в движение индивидуальным приводом или групповым, если они получают вращение от одного, общего, электродвигателя. Вращение передается на валки через универсальный редуктор и шарнирные муфты, допускающие смещение валков (регулировка зазоров, перекос). Станина каландров — сложное техническое устройство, которое должно обеспечивать предельную жесткость конструкции, отсутствие вибрации, минимум тепловых деформаций, размещение и успешное функционирование всех вспомогательных механизмов (регулировки зазоров, перекоса валков, теплорегулирования, загрузки, отвода готового изделия и пр.). Стоимость станины составляет до 50% общей стоимости машины.Особые требования предъявляются к рабочим валкам — максимальная прочность и жесткость, обеспечивающие минимальный прогиб, вызываемый действием распорного усилия Рmах, отсутствие эксцентриситета бочки (наружной, рабочей поверхности валка) относительно ее оси вращения; термохимическая стойкость бочки и сохранение ею исходного класса чистоты поверхности (хромирование, полировка и др.), минимальная инерционность при терморегулировании. В настоящее время чаще других используется теплорегулирование жидким теплоносителем (вода, острый пар, динил), которое позволяет активно влиять как на нагрев валка, так и на его охлаждение. В этом случае последнее требование реализуется максимальным приближением каналов с теплоносителем к рабочей поверхности (бочке) валка. Основные технические характеристики каландров включают число валков, их диаметр и длину и предельное распорное усилие, которое могут выдержать подшипниковые узлы валков.

4024 всего просмотров, 0 просмотров за сегодня

SAN пластик общего назначения АБС-пластик cтандартный литьевой АБС-пластик антистатический АБС-пластик литьевой АБС-пластик самозатухающий АБС-пластик специальный литьевой АБС-пластик специальный экструзионный АБС-пластик стандартный литьевой АБС-пластик стандартный экструзионный АБС-пластик термостойкий литьевой Блок-сополимер пропилена и этилена Блоксополимер пропилена Бален Высокоударопрочный полистирол Гроднамид Пoлипропилен ПВХ - пластик Переработка пластмасс Пластикат поливинилхлоридный Полиамид стеклонаполненный Полиамид трудногорючий Поливинилхлоридный пенопласт Поликарбонат cпециальный Поликарбонат неусиленный Поликарбонат общего назначения Поликарбонат самозатухающий Поликарбонат специальный Поликарбонат стеклонаполненный Полимеры Полиметилметакрилат гранулированный Полиметилметакрилат листовой Полипропилен Бален Полистирол общего назначения Полистирол ударопрочный Полиуретан Elastollan Полиэтилeн Полиэтилен высокой плотности Полиэтилен для кабельной промышленности Полиэтилен низкого давления Статистический сополимер пропилена Статистический сополимер пропилена Бален Сэвилен Фторопласт Фторопласт-4МБ Фторопласт-40М Фторопласт-42