Пластмасавыя экструдары з'яўляюцца асноўнымі часткамі абсталявання ў прамысловасці па перапрацоўцы пластмас, якія шырока выкарыстоўваюцца ў вытворчасці такіх прадуктаў, як трубы, профілі, плёнкі, а таксама дрот і кабельныя пакрыцця. Працэс уключае ў сябе некалькі этапаў, уключаючы падрыхтоўку сыравіны, награванне і плаўленне, пластыфікацыю і экструзію, фармаванне і астуджэнне, а таксама наступную-апрацоўку. Кожны этап істотна ўплывае на якасць канчатковага прадукту. У гэтым артыкуле сістэматычна тлумачыцца стандартны працэс працэсу і асноўныя тэхнічныя моманты пластыкавага экструдара.
1. Падрыхтоўка і папярэдняя апрацоўка сыравіны
Першым крокам у працэсе экструзіі пластыка з'яўляецца прасейванне і папярэдняя апрацоўка сыравіны. У залежнасці ад патрабаванняў да прадукту, сыравіна можа ўяўляць сабой адну смалу (напрыклад, поліэтылен (PE) або поліпрапілен (PP)) або кампазітны склад з некалькіх матэрыялаў (напрыклад, якія змяшчаюць напаўняльнікі з карбанату кальцыя або маткавыя сумесі). Сыравіна павінна адказваць наступным патрабаванням:
Чысціня: пазбягайце забруджвання прымешкамі (такімі як часціцы металу і абрыўкі паперы), якія могуць выклікаць пашкоджанне абсталявання або дэфекты прадукту.
Сухасць: гіграскапічныя матэрыялы (напрыклад, нейлон ПА і полікарбанат ПК) трэба сушыць у сушылцы пры тэмпературы 80–120 градусаў на працягу некалькіх гадзін, каб прадухіліць з'яўленне бурбалак падчас экструзіі.
Аднастайнасць змешвання: калі склад утрымлівае дабаўкі, папярэдне змяшайце маткавую сумесь або іншыя дабаўкі ў высока-хуткасным міксеры, каб забяспечыць аднастайную дысперсію.
II. Этап кармлення і транспарціроўкі
Папярэдне апрацаванае сыравіну паступае ў ствол экструдара праз бункер. Сучасныя экструдары часта абсталяваны прымусовай падачай або вібрацыйнай падачай для забеспячэння бесперапыннай і стабільнай хуткасці падачы. Важныя меркаванні на гэтым этапе ўключаюць:
Адпаведнасць хуткасці падачы: гэта павінна быць узгоднена з хуткасцю шнека і здольнасцю плаўлення, каб пазбегнуць назапашвання матэрыялу або халастога ходу ў ствале.
Канструкцыя супраць -перамыкання: унутраная сценка бункера часта звужаная або абсталявана мешалкай для прадухілення перакрыццяў і засоров з-за дрэннай цякучасці.
III. Награванне, плаўленне і пластыфікацыя
Пасля таго, як сыравіна трапляе ў ствол, яна паступова плавіцца і пластыфікуецца сумесным дзеяннем кручэння шнека і вонкавага нагрэву. Гэты працэс дзеліцца на тры функцыянальныя зоны:
Секцыя транспарціроўкі (секцыя падачы): шнек круціцца з нізкай хуткасцю, штурхаючы матэрыял наперад. Тэмпература бочкі нізкая (звычайна 80–120 градусаў), каб прадухіліць заўчаснае плаўленне.
Секцыя сціску (секцыя плаўлення): тэмпература ствала паступова павялічваецца вышэй за тэмпературу плаўлення пластыка (напрыклад, прыблізна 160–180 градусаў для ПЭ). Глыбіня шрубавай канаўкі памяншаецца, павялічваючы сілы зруху і ператвараючы цвёрдыя часціцы ў глейкі расплаў.
Секцыя дазавання (секцыя гамагенізацыі): тэмпература падтрымліваецца пастаяннай (крыху вышэй за тэмпературу плаўлення), а шнек працуе на высокай хуткасці, каб забяспечыць стабільны ціск расплаву і аднастайны склад.
Асноўныя тэхнічныя параметры: градыент тэмпературы ствала, хуткасць кручэння шнека (звычайна 50-300 абаротаў у хвіліну) і ціск расплаву (5-20 МПа) неабходна рэгуляваць у адпаведнасці са ўласцівасцямі матэрыялу. Напрыклад, апрацоўка ПВХ патрабуе больш нізкай тэмпературы (150–180 градусаў), каб пазбегнуць тэрмічнага раскладання.
IV. Экструзія і штампоўка
Пластыфікаваны расплав экструдуецца праз галоўку для фарміравання патрэбнай формы папярочнага-сячэння (напрыклад, круглых труб або прастакутных профіляў). Дызайн штампа непасрэдна ўплывае на якасць прадукцыі і павінен адпавядаць наступным патрабаванням:
Баланс канала патоку: забяспечвае раўнамерны ціск ва ўсіх напрамках расплаву, каб пазбегнуць лакальнага недапаўнення або залішняга ціску.
Тэмпературны кантроль: тэмпература матрыцы звычайна крыху ніжэйшая за тэмпературу ствала, каб кампенсаваць рассейванне цяпла і падтрымліваць цякучасць.
V. Астуджэнне і малюнак
Гарачы экструдаваны расплав неабходна хутка астудзіць і сфармаваць. Агульныя метады ўключаюць:
Вадзяное астуджэнне: гэта дасягаецца шляхам апускання ў рэзервуар для вады або сістэму распылення (напрыклад, у лініях вытворчасці труб). Тэмпература астуджальнай вады павінна быць адрэгулявана ў залежнасці ад матэрыялу (звычайна 15–40 градусаў).
Паветранае астуджэнне: падыходзіць для тонкіх плёнак або тонкасценных-прадуктаў з выкарыстаннем вентылятара або астуджальных ролікаў для зніжэння тэмпературы.
Тым часам машына для выцяжкі цягне прадукт з пастаяннай хуткасцю, каб забяспечыць стабільнасць памераў. Стаўленне хуткасці выцягвання да хуткасці экструзіі (каэфіцыент выцягвання) вызначае шчыльнасць і фізічныя ўласцівасці прадукту.
VI. Рэзка і пост-апрацоўка
Пасля астуджэння прадукт разразаецца на секцыі (напрыклад, 6-метровыя трубы) або змотваецца ў рулоны (напрыклад, плёнкі, правады і кабелі) з дапамогай онлайн-рэзкі. Некаторыя прадукты патрабуюць дадатковай апрацоўкі, напрыклад:
Апрацоўка паверхні: апрацоўка полымем або апрацоўка каронным разрадам для павышэння адгезіі друку;
Кантроль якасці: Кантроль аднастайнасці таўшчыні сценкі з дапамогай інфрачырвонага таўшчынямера або візуальны агляд дэфектаў паверхні.
Працэс экструзіі пластыка аб'ядноўвае міждысцыплінарны вопыт (палімернае матэрыялазнаўства, машынабудаванне і тэрмадынаміка). Аптымізацыя параметраў на кожным этапе (напрыклад, тэмпературны профіль і канфігурацыя шнека) можа значна павысіць эфектыўнасць вытворчасці і якасць прадукцыі. З развіццём інтэлектуальных вытворчых тэхналогій сучаснае экструзійнае абсталяванне мае ўбудаваныя сістэмы маніторынгу ў рэжыме-рэальнага часу і аўтаматычную зваротную сувязь, што яшчэ больш рухае прамысловасць перапрацоўкі пластмас да высока{5}}дакладных і экалагічна чыстых працэсаў.
