Оборудование         Изделия         Сырье         Сервис      
 
Свойства и применение
Технологии
Сырье
Аддитивы
Организация производства
Словарь терминов
Новости
События

Вакансии
Резюме

Форум

Реклама на сайте
Обратная связь

Процессы, происходящие при экструзии

Технологический процесс экструзии складывается из последовательного перемещения материала вращающимся шнеком и продавливания расплава в каналах формующей головки и последующего охлаждения экструдата. По характеру процессов, протекающих на каждом участке шнека, его обычно можно разделить на три основные зоны.

Зона питания (или зона загрузки) — участок, на котором перерабатываемый полимер находится в твердом состоянии;
Зона сжатия (или зона плавления) — участок, на котором почти полностью происходит плавление полимера;
Зона дозирования — участок, на котором полимер находится в расплавленном вязкотекучем состоянии

Зона питания

Полимер в виде гранул, порошка или непрерывной ленты (экструзия резиновых смесей или отходов пленки) поступает через загрузочный бункер в цилиндр экструдера и увлекается шнеком. По мере движения полимера в направлении оси шнека (к экструзионной головке) в нем развивается высокое гидростатическое давление. В местах контактирования полимера с цилиндром и шнеком экструдера возникают силы трения, которые при движении полимера создают работу трения. В результате выделяется теплота, которая идет на нагрев полимера. Некоторая часть тепла подводится также и за счет теплопроводности от стенок цилиндра, температура которых обычно превышает температуру поступающего в экструдер полимера. При этом важно контролировать нагрев стенок цилиндра в зоне питания экструдера. При слишком высокой температуре стенки полимер может расплавиться раньше времени, и материал будет проскальзывать и вращаться вместе со шнеком, т.е. его продвижение вдоль оси шнека прекратиться. При правильно подобранном температурном режиме вначале образуется длинная пробка из полимера, которая проталкивается силами трения по винтовому каналу шнека. При этом для нормального проталкивания пробки полимера по направлению к экструзионной головке длина пробки должна быть достаточно велика. По мере продвижения твердой пробки по каналу шнека давление в ней возрастает, пробка уплотняется; поверхность пробки, соприкасающаяся с внутренней стенкой цилиндра, нагревается, и на ней образуется тонкий слой расплава. Постепенно толщина этого слоя увеличивается; когда она сравняется с размером зазора между стенкой корпуса и гребнем шнека, он начинает соскребать слой расплава со стенки, собирая его перед своей толкающей гранью. Это сечение шнека является фактически концом зоны питания и началом зоны плавления.

Зона плавления

В пределах зоны плавления полимерная пробка расплавляется под действием тепла, подводимого от стенки корпуса, и тепла, выделяющегося в тонком слое расплава за счет вязкого трения. В межвитковом пространстве шнека в зоне плавления находятся пробка полимера и расплав полимера. По мере продвижения к экструзионной головке происходит дальнейшее увеличение количества расплава и уменьшение полимерной пробки. При этом высота пробки остается примерно постоянной, а ее ширина по мере продвижения по шнеку постепенно уменьшается. Так продолжается до тех пор, пока ширина пробки не станет достаточно малой, и циркуляционное течение в потоке расплава, собирающемся перед толкающей стенкой, разрушает остатки пробки, дробя ее на мелкие кусочки. Сечение шнека, в котором начинается дробление пробки, можно считать концом зоны плавления и началом зоны дозирования.

Зона дозирования

Течение расплава в зоне дозирования возникает под действием сил вязкого трения, развивающихся вследствие относительного движения шнека и стенок цилиндра (подобно течению жидкости в винтовых насосах) и осуществляется по винтовой траектории. Принято представлять это течение как сумму двух независимых движений: поступательного течения вдоль оси шнека и циркуляционного течения, возникающего в виде кругового движения в плоскости, перпендикулярной к оси шнека. В начале зоны дозирования температура расплава равна температуре плавления. Продвигаясь по винтовому каналу в зоне дозирования, полимер продолжает разогреваться как за счет подвода тепла извне, так и за счет тепла, выделяющегося вследствие интенсивной деформации сдвига. Циркуляционное течение и сдвиговые деформации обеспечивают гомогенизацию расплава, выравнивают распределение температур и позволяет использовать экструдер для эффективного смешения компонентов композиционного материала. Происходит окончательное расплавление мелких включений и выравнивание температурного поля. Для нормальной работы экструдера необходимо, чтобы поступающий к рабочему инструменту (к головке) расплав имел заданную однородную по сечению температуру. Поэтому время пребывания расплава в зоне дозирования должно быть достаточным для его прогрева и гомогенизации.

Течение расплава через фильтрующие сетки и формующую головку

Расплав полимера продвигается далее к экструзионной головке. Как правило, перед формующим инструментом установлен пакет фильтрующих сеток. Сетки задерживают инородные включения и примеси? А также непроплавившиеся частички полимера. Непроплавленные частички продолжают нагреваться на сетки, плавятся и проходят сквозь нее. А посторонние включения удаляются вместе с сеткой при плановой смене фильтра. Далее расплав попадает с экструзионную головку и, продавливаясь сквозь формующий канал, приобретает геометрию конечного изделия. После чего полимер необходимо охладить и зафиксировать полученную геометрию. Эти задачи решает участок охлаждения и калибровки готового изделия.






ВИЗЫ в КИТАЙ
VISAinCHINA.ru