Екструзія. Загальне уявлення про екструзії

1. З історії екструзії
2. Опис технологічного процесу екструзії плівки
3. Процес всередині шнековой пари
4. Основні типи шнеків
5. Зони технологічного процесу екструзії

19.09.2013

Рейтинг: 4.5 / 5 з 30

З історії екструзії

Екструзійні установки для переробки полімерів з'явилися в 30-і роки XX століття. Перший термопласт з'явився в Німеччині близько 1935 роки (інженер - Пуалу Трестер). До цього моменту екструдери служили для переробки каучуку (шнекові або поршневі екструдери з паровим підігрівом і з малим співвідношенням довжина / діаметр). Після 1935 року з'явилися екструдери більшої довжини, оснащені електронагрівачами. Приблизно в цей же час були сформульовані основні принципи екструзії термопластів італійцем Р. Коломбо, який спільно з К. Паскуетті розробляв машину для змішування ацетату целюлози. З 1950-х років увагу до пристрою екструдерів і вдосконалення процесу екструзії посилилося: впроваджувалися нові технології, проводилися дослідження. Останнім часом було розроблено нове покоління машин з більш ефективним змішанням і диспергированием полімерів.

Опис технологічного процесу екструзії плівки

Екструзія - метод формування в екструдері для плівки виробів або напівфабрикатів необмеженої довжини продавлювання розплаву полімеру через формующую головку з каналами необхідного профілю.

Уявімо схему обладнання для виробництва рукавної плівки:

Основними елементами екструдера є такі агрегати:

• бункер для завантаження сировини,
• шнек і циліндр для розплаву сировини,
• фільтр з сіткою для очищення матеріалу,
• формуюча головка з повітряним кільцем для формування матеріалу,
• пристрій витяжки матеріалу,
• пристрій намотування готового матеріалу,
• блок управління екструзійної установкою.

Процес всередині шнековой пари

Термопластичний полімер в процесі екструзії послідовно переходить спочатку з твердого стану (у вигляді гранул) в розплав, а потім знову в твердий стан (у вигляді плівки) після виходу з формуючої оснастки.

Структуру твердого полімеру складають довгі молекули (макромолекули), згорнуті в клубок або переплетені між собою, формують високоупорядоченние кристалічні або невпорядковані аморфні освіти. Окремі фрагменти полімерних ланцюгів знаходяться в безперервному русі під дією теплової енергії.

При нагріванні, зі зростанням температури, збільшується рухливість молекул, руйнуються кристалічні освіти, молекули приймають клубкообразную або спіральну форму і починають зміщуватися відносно один одного. Полімер з твердого стану переходить в розплав. У полімерів кристалічної структури цей перехід відповідає вузькому інтервалу температур, а у аморфних - широкому. В інтервалі між температурами плавлення і розкладання полімер знаходиться в в'язкотекучий стані. Саме в стані розплаву матеріал екструдується. Реальний інтервал температур переробки кілька вже, ніж інтервал між температурою плавлення і розкладання, так як, з одного боку, необхідно мати досить рухливий розплав, а з іншого боку, необхідно уникнути розкладання полімеру при екструзії.

Технологічний процес екструзії полімерної сировини складається з послідовного проштовхування матеріалу обертовим шнеком по зонам:

• харчування (I),
• пластикации і плавлення (II),
• дозування розплаву (III),
• просування розплаву в каналах формуючої головки.

Схема одношнекового екструдера

Основні типи шнеків

Зони технологічного процесу екструзії

Розподіл шнека на зони I-III здійснюється за технологічною ознакою і вказує на те, яку операцію в основному виконує дану ділянку шнека. Поділ шнека на зони умовно, оскільки в залежності від природи переробляється полімеру, температурно-швидкісного режиму процесу та інших факторів, початок і закінчення певних операцій можуть зміщуватися вздовж шнека, захоплюючи різні зони або переходячи з однієї ділянки в інший.

Циліндр також має певні довжини зон обігріву. Довжина цих зон визначається розташуванням нагрівачів на його поверхні і їх температурою. Межі зон шнека I-III і зон обігріву циліндра можуть не збігатися. Для забезпечення успішного переміщення матеріалу велике значення мають умови просування твердого матеріалу з завантажувального бункера і заповнення межвиткового простору, що знаходиться під лійкою бункера.

Харчування шнека залежить від форми частинок сировини і їх щільності. Гранули, отримані різкою заготівлі на гарячій решітці гранулятора, не мають гострих кутів і ребер, що сприяє їх кращої сипучості. Гранули, отримані холодної рубкою прутка-заготовки, мають гострі кути, плоске перетин зрізу, що сприяє їх зчепленню і, як наслідок, гіршої сипучості. При тривалій роботі екструдера можливий перегрів циліндра під лійкою бункера і самого бункера. В цьому випадку гранули почнуть злипатися і припиниться їх подача на шнек. Для запобігання перегріву цієї частини циліндра в ньому можуть бути зроблені порожнини для циркуляції охолоджуючої води (Джерело: інструкція користувача. Лебедєв П.Г., Лебедєва Т.М., Мітіна Л.М.)

Компанія «Ексімпак-Обладнання» вже більше 20 років займається постачанням екструзійної техніки на вітчизняний ринок і ринки країн СНД - від простих ПВД / ПНД одношарових моделей виробництва рукавної плівки шириною до 700 мм (наприклад, модель YF-MHB-45 ) До багатошарових ABC екструдерів виробничою потужністю до 300 кг продукції на годину. Покупці можуть не сумніватися в "тотальної" компетентності наших технологів щодо всього, що відбувається всередині і зовні шнека; так само як і надійність наших машин також не підлягає сумніву.