Метод экструзии как основной метод для получения пленок из полиамидов
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
»овку, можно представить следующим соотношением:
Qгол =
где ?Р= Р - Рвых перепад давления в головке (здесь Р - давление на входе в головку - конец зоны III, Рвых - давление на выходе из головки); - вязкость расплава в головке; К - постоянная, характеризующая сопротивление течению расплава в каналах и формующей части головки.
Если в головке имеется только один цилиндрический канал, например для изготовления прутка, то
= ,
а уравнение преобразуется в известное уравнение Пуазейля. Для участков головки с плоской формующей щелью
= , ? = ?щ
с кольцевой
K = ?(RH + RB)(RH - RB)3/(12l?),
где RH - наружный радиус щели ; RB - внутренний радиус щели; w - ширина щели; ?щ - толщина щели; l? - длина формующей части щели.
Таким образом, из этих трех основных форм сечений участков головок можно рассчитать К головки, состоящей из их сочетаний.
Рисунок 6 - Схема листовальной головки:D - ширина (диаметр) подводящего канала от экструдера; w - ширина формующей щели; l0 и l1 - длины пути расплава; l? - длина плоской формующей части щели; ?щ - толщина формующей щели [4].
Для получения качественных изделий необходимо, чтобы заключительный отрезок пути l? расплава перемещался при постоянной толщине 5Щ формующей части (рис. 6). В этом случае происходит наиболее полное выравнивание скоростей движения расплава, проходят релаксационные процессы, ликвидируется пульсация и т. д. Чем длиннее l? (больше l?/?щ), тем меньше пульсация расплава. В зависимости от типа выпускаемого изделия и требований к точности его размеров значения l?/?щ находятся в пределах 20-60 [4].
.2 Основные параметры процесса экструзии
К технологическим параметрам относятся температура переработки полимера, давление расплава, температура зон головки и температурные режимы охлаждения сформованного экструдата.
Основными технологическими характеристиками экструдера являются L, D, L/D, частота вращения шнека N, геометрический профиль шнека, степень изменения объема канала шнека.
Основной характеристикой формующей оснастки (вместе с фильтрующими сетками) является коэффициент сопротивления течению расплава К.
Нарастание давления на фильтрующих сетках служит показателем засорения, т. е. увеличения сопротивления сеток и, следовательно, сигналом к их замене.
Показателем работы экструдера является его эффективность - отношение производительности к потребляемой мощности [4]
.2.1 Материалы и ассортимент изделий
Большинство термопластов и композиций на их основе могут перерабатываться экструзией. Для этого достаточно, чтобы время пребывания расплава в экструдере при данной температуре было меньше времени термостабильности полимера при той же температуре. Наиболее широко применяется экструзия крупнотоннажных полимеров следующих типов: ПЭ, ПП, ПС, ПК, ПА, ПВХ (пластифицированный и непластифицированный), ПЭТФ, а также смеси с неорганическими и полимерными наполнителями и более сложные композиции на их основе.
.2.2 Технологические свойства полимеров перерабатываемых методом экструзии
Это свойствa полимера определяет основные технологические параметры экструзии, а также вид получаемого изделия. Решающее значение при оценке технологичности имеет вязкость и величина высокоэластической составляющей деформации расплава. Из маловязких расплавов невозможно получить сплошную экструзионную заготовку в виде пленки, трубы, профиля. Для экструзии применяются материалы и режимы переработки, при которых ПТР меняется в пределах 0,3-12 г/10 мин. Если же используются литьевые марки полимера, то из них можно получить экструзией лишь отдельные типы изделий, так как ПТР у них находится в пределах 0,8-20 г/10 мин.При слишком высокой вязкости расплава получать изделия методом экструзии трудно из-за большого сопротивления течению расплава, возникновения неустойчивого режима движения потока. Все это приводит к образованию дефектов изделий. Повышение температуры переработки может привести к термодеструкции расплава, а увеличение давления, мощности привода при более низких температурах - к механодеструкции, т. е. для экструзии расплавов должны применяться полимеры с довольно узким интервалом колебания вязкости. Выходящий из головки экструдат должен обладать формо-устойчивостью. Требования к формоустойчивости зависят от последующих технологических операций: деформации расплава в свободном состоянии либо в калибрующем приспособлении. В свою очередь формоустойчивость зависит от температуры и молекулярной массы полимера. Поэтому для получения различных видов изделий рекомендуется перерабатывать расплав с различным ПТР.
Так, трубы, кабельные покрытия производят из расплава полимера с ПТР от 0,3 до 1 г/10 мин. Это связано с выбором полимера большой молекулярной массы. Последняя определяет эксплуатационные свойства изделий - повышенные физико-механические характеристики. Пленки, листы изготавливают экструзией расплава с ПТР в пределах 1-4 г/10 мин. Дискретные изделия, производимые экструзией расплава с последующим раздувом в форме, получают из расплава с ПТР = I,5V7,0 г/10 мин. Ламинирование с помощью экструзии происходит при ПТР расплава в пределах 7-12 г/10 мин.
В таблице 1 представлен ряд полимеров, перерабатываемых в различные виды изделий методом экструзии. Наибольшая трудность возникает при экструзии расплава через кольцевую, трубчатую формующую часть головки. В этом случае полимерная расплавленная заготов