26. Оборудование для переработки пластических и резиновых масс(каландры, экструдеры): назначение, классификация, область применения, принцип работы

Методом экструзии изготавливают самые разнообразные изделия, такие, как гранулы, трубы, листы, пленки, профильные полосы, кабельные оболочки и многие другие.

Экструзия - метод формования в экструдере изделий или полуфабрикатов неограниченной длины продавливанием расплава полимера через формующую головку с каналами необходимого профиля. Для этого используют шнековые, или червячные, экструдеры. Экструдер - машина для формования пластичных материалов, путем придания им формы, при помощи продавливания (экструзии) через профилирующий инструмент (экструзионную головку).

Производство различных видов изделий методом экструзии осуществляется путем подготовки расплава в экструдере и придания экструдату той или иной формы посредством продавливания его через формующие головки соответствующей конструкции с последующими охлаждением, калиброванием и т. д.

По устройству и принципу работы основного узла, продавливающего расплав в головку, экструдеры подразделяются на шнековые, бесшнековые и комбинированные.

Основным оборудованием для переработки пластмасс методом экструзии служат шнековые машины, называемые также червячными прессами.

Шнековые экструдеры могут быть различных типов: одно- и двухшнековые; одно- и двухступенчатые; универсальные и специализированные; с осциллирующим (вдоль оси) и одновременно вращающимся шнеком; с зоной дегазации и без нее; с вращением шнеков в одну и в противоположные стороны, и т. п.

Наиболее простым является одношнековый экструдер без зоны дегазации. Основными элементами экструдера являются обогреваемый цилиндр, шнек (с охлаждением или без него), сетки, размещаемые на решетке, и формующая головка. В зависимости от природы полимера, технологических режимов переработки применяются шнеки различного профиля, в частности с различным характером изменения глубины h нарезки по длине шнека.

В принципе действия экструдеров заложена сама суть технологического процесса экструзии. Экструзия - это физико-химический процесс, протекающий при помощи механических действий и при условии определенного присутствия влаги плюс высокотемпературное воздействие.

Процесс экструзии допускает изменение давления, температуры, времени и интенсивности воздействия на продукт. Выделяются три главных метода экструзии - это тепловая обработка, холодная формовка и просто формовка, или ее еще называют "горячей" экструзией. В последнее время этот метод "горячей" экструзии стал очень распространенным, он проходит при высокой скорости и давлении, что позволяет значительное количество механической энергии переводить в тепловую.

В процессе экструзии применяют шнековый экструдер, главной рабочей частью которого является специально сконструированный шнек, вращающийся в корпусе в виде цилиндра. На выход из корпуса устанавливают форму - матрицу.

Конструкция рабочей части экструдера имеет характерные особенности - шнеки и камеры смонтированы относительно задач, которые предусмотрены технологическими параметрами продукта. В загрузочную камеру закладывают сырье и разнообразного состава добавки. Существуют закрытые камеры с отверстиями, которые позволяют менять температуру и давление, и уже в процессе работы вводить жидкие добавки, или брать пробы. Предусмотрена установка на шнеки различных элементов, которые дают возможность создавать дополнительное сопротивление перемещению продукта и перемешивать его в процессе перемещения.

Каландр— (по числу валков каландры подразделяются на двух-, трех-, четырех- и пятивалковые, по назначению-листовальные, гладильные, отжимные) машина для непрерывного формования листа полимера или бумаги, методом пропуска его через зазор между вращающимися валами. В результате каландрирования получается полотно необходимой толщины и ширины. Основными характеристиками каландра является число валков, их длина, диаметр и взаимное расположение.

Приготовление композиции осуществляется в смесителе закрытого типа (или смесителе непрерывного действия). Готовая смесь выгружается из смесителя на валки питательных вальцов; срезаемая с валков лента направляется в верхний зазор каландра. По пути к каландру лента проходит мимо головки детектора металла, прекращающего подачу массы в случае присутствия в ней крупных металлических включений. Этим предотвращается опасность повреждения валков попадающими в полимер металлическими предметами.

Выходящая из каландра пленка поступает на охлаждающие барабаны; затем пленка проходит через толщиномер, приспособление для обрезания кромки и принимается на бобину закаточного устройства.

Каландры применяют в резиновой промышленности в производстве листовой резины и изготовления резинотканевых изделий. Они служат для листования, накладки, промазки и обкладки тканей резиновой смесью, а также для дублирования двух и более слоев прорезиненной ткани.