2 Зона питания
Поступающие из бункера гранулы заполняют межвитковое пространство шнека зоны I и уплотняются.
Уплотнение и сжатие гранул в зоне I происходит за счет уменьшения глубины нарезки (h) шнека.
Продвижение гранул вперед по шнеку – результат разницы значений сил трения о внутреннюю поверхность корпуса цилиндра и о поверхность шнека ( , Тц >Т шн ).
При Т = Топт полимер образует в межвитковом пространстве при переходе из 1-й во 2-ю зону твердую скользящую пробку.
Свойства пробки влияют на Qшнека, стабильность потока, величину максимального давления
11
Пластикация и плавление полимера (II) .
Вначале зоны II идет подплавление полимера, примыкающего к поверхности цилиндра. Расплав постепенно накапливается и воздействует на убывающую по ширине пробку.
Так как глубина нарезки шнека уменьшается по мере движения материала от зоны I к зоне II далее к зоне III,то возникающее давление заставляет пробку плотно прижиматься к горячей стенке цилиндра, где и идет ее плавление.
Взоне пластикации пробка плавится также и под действием тепла, выделяющегося из-за внутреннего вязкого трения в тонком слое расплава, где происходят интенсивные сдвиговые деформации – материал пластицируется..
На границе зон I – II: основной подъем давления Р. Спрессованная пробка «скользит» по шнеку.
На участке D – твердый материал, на участке C – плавящийся , на участке Б – расплав.
Запасенное Р идет на преодоление сопротивления сеток, каналов головки после зоны дозироания 12
Дозирование расплава (зона III)
Продвижение гетерогенного материала (расплав + частицы твердого полимера) сопровождается выделением тепла в результате интенсивных сдвиговых деформаций в полимере. Расплавленная масса продолжает гомогенизироваться, что проявляется в окончательном плавлении остатков твердого полимера, усреднения вязкости и температуры расплава.
Вмежвитковом пространстве зоны III расплав имеет ряд потоков, основными из которых являются продольный и циркуляционный. Величина продольного потока определяет производительность экструдера Q, а циркуляционного – качество гомогенизации полимера или смешения компонентов.
Всвою очередь, продольный поток складывается из 3-х потоков: прямого, обратного и потока утечек.
Эпюры скоростей расплава в межвитковом пространстве зоны III
Изменение консистенции материала при движении по шнеку от зоны I к головке
14
Часть материала в зоне дозирования перетекает в направлении противотока в зазоре между гребнем шнека и поверхностью
цилиндра.
Таким образом, производительность экструдера Q с учетом распределения скоростей различных потоков составляет:
Сувеличением числа оборотов шнека: Q растет
Сувеличением давления перед шнеком Р: Q снижается
Сростом вязкости расплава: Q растет
15
Зависимость производительности от Р на выходе из экструдера (в зоне дозирования)
1,2 – напорно-расходные характеристики шнека; 3 – напорно-расходная характеристика головки; а и б – рабочие точки
Небольшой перепад давления ( ΔР, возникает практически всегда) ведет к появлению «пульсации расплава» ΔQ
(ΔQ1 и ΔQ2).
Чем больше ΔQ , тем больше разнотолщинность изделий.
С ростом L/D – Q снижается.
Суменьшением h (h2 > h1) – Q снижается.
16
Производительность шнека с большей глубиной нарезки h выше при малом перепаде давления по длине шнека, но ниже при средних и высоких перепадах.
Пульсация производительности выше при шнеке с большей глубиной нарезки
∆ Q2 > ∆ Q1
Влияние Т на производительность по шнеку, по головке и положение рабочей точки.
17
N1 > N2
Влияние N на производительность по шнеку, по головке и положение рабочей точки.
18
Схема установки для экструзии пленки с раздувом
Температурные режимы экструзии рукавной заготовки из ПО
|
|
Температура по зонам, °С |
|
|
|||
Тип |
|
цилиндр |
|
головка |
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
плавления |
||
полимер |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
полимера, |
||
а |
I |
II |
III |
IV |
V |
||
°С |
|||||||
|
|||||||
ПЭНП |
120-130 |
130-135 |
140-150 |
140-150 |
140-150 |
105-108 |
ПЭВП |
130-140 |
150-170 |
170-180 |
180-190 |
180-190 |
125-130 |
ПП |
180-190 |
190-220 |
240-240 |
240-250 |
245-255 |
165-170 |
При переработке ПЭНП давление |
|
|
до сеток может быть в пределах |
|
|
15-25 МПа, после сеток 10-15 МПа; |
|
|
для ПЭВП- соответственно 18-28 и |
20 |
|
13-18; для ПП- 20-30 и 15-20. |
||
|