Метод экструзии как основной метод для получения пленок из полиамидов
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
кава в продольном направлении при получении широкого однослойного полотна применяют нож, разрезающий рукав только с одной стороны (бескромочный способ). Специальное устройство разворачивает рукав и сматывает его в один рулон. В этом случае плоская пленка имеет двойную ширину.
Для уменьшения разнотолщинности экструдата и/или дополнительной ориентации макромолекул на стадии получения экструдата применяют головку с вращающимся дорном, что создает потоки полимерного расплава на внутренней стороне рукава, имеющего благодаря этому ориентацию молекул в радиальном направлении (по спирали с учетом скорости выхода рукава из щели) [5].
.3.3 Режимы экструзии рукавных пленок
В таблице 2 представлены температурные режимы экструзии рукавной заготовки из ПО. Из таблицы видно, что температура зоны I выше температуры плавления, хотя полимер здесь не должен плавиться. Причина этого заключается в том, что температурные диапазоны, приведенные в таблице 2, соответствуют показаниям термопар, расположенных в теле цилиндра близко к нагревательным элементам. Поэтому они не отражают истинной температуры полимера в этой зоне. Для машин с диаметром шнека более 60 мм предусмотрено охлаждение последнего водой, и, следовательно, температура гранул, примыкающих к его поверхности, ниже.
Таблица 2. Температурные режимы экструзии пленок[5].
Тип полимераТемпература по зонам, 0СТемпература плавления полимера, 0СцилиндрголовкаIIIIIIIVVПЭНП120 -130130 -135140 -150140 -150140 -150105 -108ПЭВП130 -140150 -180200 -225230 -235230 -235125 -130ПП180 -190190 -220230 -240240 -250245 -255165 -170
Температурные режимы, приведенные в таблице 2, зависят также от конструкции машин, типа нагревательной системы, месторасположения термодатчиков и т. п. и могут колебаться в широких пределах. Большое значение имеют величины давления расплава до сеток и после них (в головке). При переработке ПЭНП давление до сеток может быть в пределах 15-25 МПа, после сеток 10-15 МПа; для ПЭВП - соответственно 18-28 и 13-18; для ПП - 20-30 и 15-20.Частота вращения шнека зависит от его геометрии, от L/D, от D, размеров пленки и т. д. [5].
.3.4 Раздув , вытяжка и охлаждение заготовки-рукава
Выходящая под небольшим давлением с определенной скоростью Vэ экструзионная трубчатая заготовка подвергается охлаждению воздухом через кольцо 4 (см. рис. 8) и в большинстве случаев вытягивается по длине тянущими валками и раздувается по ширине воздухом, подаваемым внутрь рукава. Поэтому рукав должен обладать максимальной деформационной способностью, которая достигается за счет применения расплава с меньшим ПТР.
Процесс деформирования рукава происходит в интервале между головкой и линией затвердевания, а охлаждение продолжается вплоть до сжатия пленки тянущими валками. Таким образом, до линии кристаллизации происходит: 1) разбухание (увеличение толщины) экструдата относительно размера кольцевого зазора головки; 2) растяжение и/или раздув трубчатой заготовки; 3) охлаждение расплава; 4) кристаллизация (для кристаллизующихся полимеров).
Эластическое разбухание экструдата происходит в результате реализации накопленной высокоэластической деформации полимерного расплава. Высокоэластическая деформация расплава происходит при прохождении его в формующих каналах головки, а ее величина тем больше, чем выше напряжение сдвига.
Вытяжка и раздув рукава приводят к утонению заготовки и к ориентации цепей макромолекул в пленке (упрочнению). Количественно вытяжка может быть оценена степенью вытяжки ?в:
?в = Vпл/Vэ ,
Где скорость движения пленки после тянущих валков, равная линейной скорости вращения тянущих валков; Vэ - скорость
выхода экструдата из головки.
Соответственно, степень раздува р определяется как
?р = Dp/dэ ,
где Dp - диаметр раздутого рукава; dэ - диаметр рукава, выходящего из кольцевого зазора головки.
Толщина пленки может быть рассчитана по формуле:
?пл = ?э/(?р?в) ,
Общая величина деформации экструзионной рукавной заготовки оценивается как
?общ = ?э/?пл = ?р?в .
Предварительно рассчитав производительность экструдера Q можно подсчитать скорость Vэ:
э = Q/(?dэ?щ),
Охлаждение и кристаллизация полимерного рукава необходимы для регулирования скорости ориентации и кристаллизации до линии кристаллизации, а выше ее - для охлаждения твердой пленки до температур, при которых полотно не будет повреждаться и слипаться, проходя между складывающими щеками и далее в зазор между тянущими валками. Время охлаждения пленки лимитирует скорость ее отбора, т. е. производительность экструдера. Для увеличения интенсивности охлаждения при тех же габаритах установки и здания можно применять дополнительные вентиляторы, воздуходувки, охлажденный воздух ит.п.
Охлаждение рукава - обычный процесс передачи тепла от горячей поверхности к окружающей среде. Для расчета времени охлаждения используются обычные формулы, по которым можно определить высоту линии кристаллизации и уровень расположения тянущих валков. Последнее особенно важно, так как пленка, например из ПЭНП, не может иметь температуру выше 50-60 С к моменту ее попадания в зазор между тянущими валками. С учетом силы сжатия рукава при более высоких температурах будет происходить слипание рукава.
Большая часть вытяжки в продольном направлении реализуется ближе к формующей части головки, а раздува - ближе к линии кристаллизации.
Изменяя скорость вытяжки, температуру и интенсивность охлаждения рукава, форму рукава