3.1.3 Каландрирование

Каландрирование имеет целью удаление воздуха из массы, уплотнение полотна и получение непрерывной ленты определенной толщины (калибровка пленки). Этот процесс осуще­ствляют на трех- или четырехвалковом каландре.

Ролики свальцованной массы подаются на загрузочную плиту 1 каландра. Масса проходит в зазор; между верхним валком 2 и средним 3, огибает средний валок, проходит в зазор между средним и нижним вал­ком 4, огибает нижний валок, направляется на охлаждающий валок 5, направляющий ролик 6 и поступает на приемный стол, по которому пленка протягивается двумя парами тянущих роликов. На столе пленка в зависимости от назначения либо режется на полосы дисковыми но­жами 7, либо нарезается на листы необходимой длины при помощи гильотинного ножа.

Температура валков каландра различная и увеличивается от верх­него к нижнему: верхний 155—160°, средний 160—165° и нижний 165—170° С. Указанный перепад температур вполне обеспечивает пере­ход пленки от валка с более низкой температурой на валок с более вы­сокой температурой. Зазор между валками неодинаковый: между верх­ним и средним он на 0,05 мм больше, чем между средним и нижним, этим создается некоторый избыток массы между средним и нижним валками, обеспечивающий равномерное питание зазора и более точную калибровку толщины пленки. На трехвалковом каландре с диаметром валков 600 мм можно получить пленку с удовлетворительной поверх­ностью толщиной от 0,2 до 1 мм. Если увеличить количество горячих валков до четырех и их диаметр, то можно получать пленку большей толщины.

На толщину пленки также оказывает большое влияние температура валков. Чем она ниже, тем при одном и том же зазоре между валками толще пленка. Поэтому одним из необходимых условий получения пленки равномерной толщины является соблюдение постоянства тем­пературы.

Усадка пленки при нагревании заключается в сокращении плен­ки вдоль полотна и ее расширении поперек полотна, а также в утолщении пленки. С увеличением температуры нагревания возрастает величина усадки пленки. При температуре 180°С предельное зна­чение усадки пленки достигает 28—35%, а увеличение ширины 11—13%.

Валки каландра изготовляются из отбеленного чугуна. Внутри они имеют полости для обогрева паром или перегретой водой. Верхний и нижний валки имеют механизм исправления перекоса и изменения за­зора между валками. Загрузочная плита каландра обогревается пере­гретой водой через высверленные в ней каналы. На выходе пленки из калибрующего зазора между средним и нижним валками каландра установлены два ножа для обрезки кромок. Спереди у калибрующего зазора расположен противень со щеками для удерживания избытка массы. Специальным лотком этот избыток периодически удаляется и пе­редается вновь на вальцевание.

Приемный стол каландра представляет собой плиту, на которой смонтированы два валика с дисковыми ножами для разрезания полотна пленки на полосы вдоль полотна, два тянущих ролика и гильотинный нож полуавтоматического действия. При нажиме на педаль верхний нож опускается и разрезает пленку поперек полотна, а при отпущенной пе­дали поднимается, пропуская в зазор между ножами каландрированную пленку.

Каландрированная пленка выпускается различной длины, шириной 600—800 мм и толщиной 0,5—1,0 мм (СТУ 30-12281—62). Цвет ее изменяется от светло до темно коричневого. Предел прочности при растяжении должен быть не менее 400 кгс/см², а относительное удлинение — не менее 10%. Она допускает однократный изгиб на 180° и может применяться в пределах температур от —20 до +60° С.

Упаковочная и электроизоляционная пленки готовятся вытяжкой каландрированной пленки. Эта пленка после каландрирования посту­пает на специальные вальцы, где нагревается до 260—270°С, а затем растягивается на подвижных валках, нагретых до 120° С, до толщины в несколько десятков микрон. Охлажденная пленка отличается значительной гибкостью. Такую пленку можно нанести на ткань, бумагу или другой материал путем сварки или склеивания на двухвалковом каландре или специальном обогреваемом барабане, к которому свариваемый двух- или многослойный материал прижимается с помощью беско­нечной ленты.

3.2. ЛИСТОВОЙ ВИНИПЛАСТ

Листовой винипласт изготовляется двумя методами:

• путем горя­чего прессования пакетов, собранных из каландрированной пленки;

• методом экструзии размягченной смолы через щелевую головку.

Пер­вый метод заключается в том, что разогретые листы пленочного вини­пласта спрессовываются под давлением в монолитную массу — лист толщиной от 2 до 20 мм. Второй метод позволяет получать винипластовую пленку и листы толщиной до 10—15 мм непрерывным выдавлива­нием непластифицированного материала.

При производстве листового винипласта методом прессования собираются пакеты каландрированной пленки толщиной на 10—15% больше толщины получаемого листа. На каждый этаж многоэтажного гидравлического пресса помещается пакет, уложенный между прокладочными пластинами, амортизирующими прокладки и подкладочны­ми листами. В зависимости от толщины на каждом этаже пресса прес­суются от 1 до 6 листов одновременно.

В качестве подкладочных листов употребляют стальные листы толщиной 1 —1,5 мм. Их назначение — предотвратить прилипание аморти­зирующих прокладок к плитам пресса. Амортизирующие прокладки представляют собой листы прессшпана толщиной 3—5 мм или набор асбестовой бумаги общей толщиной 3—4 мм. С их помощью аморти­зируют неровности на поверхности каландрированной пленки и доби­ваются плотного прилегания к ней прокладочных пластин по всей поверхности.

Прокладочные пластины представляют собой двухсторонние полированные пластины толщиной 1—1,5 мм из покрытой никелем латуни, нержавеющей стали или дюралюминия. Лучшими прокладочными пла­стинами являются пластины из нержавеющей стали.

Подъем пакетов на плиты пресса при загрузке и опускание отпрессованных листов винипласта при выгрузке осуществляется с помощью этажной вагонетки, подъемного стола с гидравлическим приводом или подобного им механизма.

Этажная вагонетка имеет полки, соответствующие по высоте и размерам полкам этажного пресса. На полки вагонетки укладывают подкладочные листы с ушками и с помощью подъемного стола загру­жают пресспакеты, а затем вагонетку устанавливают перед разомкну­тым прессом. При помощи подвижной рамки все пресспакеты одновре­менно вдвигаются на плиты пресса. После отвода подвижной рамки от пресса производится смыкание плит при давлении 10—20 атм. Одновре­менно в каналы плит пресса подается перегретая вода, температура которой на выходе из плит должна быть 80—120° С. В течение 8— 10 мин пленка разогревается, и после этого давление увеличивается до достижения нужного удельного давления на прессуемый материал.

Прессование пакетов длится 30—35 мин, считая от момента достижения водой, выходящей из плит пресса, 80—120°, но затем темпера­туру воды доводят до 170—190^е С. После прессования в плиты подается охлаждающая вода из циркуляционной системы охлаждения. Когда вода, выходящая из плит, охлаждается до 70—75° С, что соответствует температуре внутри листов 110—120°, удельное давление по­вышают до 43—87 кг/см² и поддерживают его, пока выходящая из плит вода не охладится до 50° С. После этого прекращают охлаждение и плиты пресса размыкают.

Листовой винипласт выпускается трех марок: ВН, ВП, ВНТ (ГОСТ 9639—61). ВН — непрозрачный, ВП — прозрачный натурального цвета или окрашенный; ВНТ — нетоксичный. Длина листов должна быть 1300—1500 мм, ширина 500—650 мм и толщина 2—20 мм. Кроме того, листовой материал производится с помощью экструзионных машин путем продавливания полимера через плоскощелевые головки. Конструкция их должна обеспечить одинаковую скорость экс­трузии по всей ширине щели и создать одинаковое давление массы пе­ред формующим зазором.

Экструзия винипласта осложнена близостью температур размягче­ния и разложения полимера. При изготовлении пленок шириной до 1400 мм и толщиной 0,12—0,36 мм пользуются круглыми мундштуками, обеспечивающими лучшую обтекаемость и большую однородность вы­давливаемого материала. При выходе из мундштука трубка сразу же разрезается ножом и поступает к охлаждаемому водой и воздухом расширителю, диаметр которого увеличивается по мере продвижения ленты.

ВЫВОДЫ

В данной работе были рассмотрены свойства поливинлхлорида, как физические, так и химические, его сополимеры с винилиденхлоридом, винилацетатом, акрилонитрилом, метилакрилатом. Были определены основные виды пластических масс на основе поливинилхлорида (в основном непластифицированного) – листовые и пленочные.

Был рассмотрен процесс производства пленочного винипласта, который включает: смешение компонентов, вальцевание и каландрирование массы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Николаев А.Ф., Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. – Москва:Химия,1966. – 768 с.

2. Катаев В.М., Попова В.А. Сажина Б.И., Справочник по пластическим массам. – Москва: Химия. – 1975. – 448 с.

3. Хрулев М.В., Поливинилхлорид. – Москва: Химия, 1964. – 357 с.

4. Фабуляк Ф.Г., Полімерне матеріалознавство. – Київ: Книжкове видавництво НАУ ,2006 – 196 с.

5. Кардашов Д.А., Химическая наука и промышленность. - Москва:Химия,1957 – 602 с.