5. Экструзионные линии для получения изделий различного назначения.

Одночервячные экструдеры.

Он действует следующим образом. Полимерный материал из бункера поступаетв материальный цилиндр , захватывается вращающимся червяком и транспортируется к формующей головке. При этом полимер в первой, питающей, зоне червяка размягчается и уплотняется в пробку, в зоне сжатия он расплавляется, а в зоне дозирования гомогенизируется и подготавливается к подаче в формующую головку. Для обеспечения требуемого теплового режима и условий транспортирования на материальном цилиндре установлены зонные кольцевые нагреватели с индивидуальными вентиляционными устройствами; участок цилиндра вблизи загрузочного отверстия охлаждается водой по каналам , а для контроля температуры служат термопары. Конструкция червяка, как правило, предусматривает его внутреннее охлаждение водой, подаваемой и отводимой через устройство. Червяк получает вращение от электромеханического привода, состоящего из электродвигателя постоянного или переменного тока и редуцирующей механической передачи. Осевое усилие, действующее на червяк в направлении, противоположном транспортированию расплава, воспринимается подшипниковым узлом.

Для переработки полимерных материалов, склонных к деструкции (ПВХ, ПФ, ацетилцеллюлозные этролы и др.), успешно применяются так называемые двухстадийные экструдеры. У червяков подобных экструдеров вслед за зонами загрузки и сжатия следует зона декомпрессии , глубина нарезки которойсущественно увеличена. Вследствие этого расплав на данном участке заполняет винтовой канал червяка не полностью. За счет образующегося разряжения из расплава удаляются летучие, которые отводятся через штуцер 4. За зоной декомпрессии расплав повторно сжимается и гомогенизируется в зонах 5 и 6. Длина двухстадийных червяков составляет (25-35)D.

Все более широкое распространение двухчервячных экструдеров и их применение в процессах не только приготовления полимерных материалов, но и в производстве погонажных, в том числе сложнопрофильных и армированных изделий вызвано рядом достоинств этих машин по сравнению с одночервячными. Поскольку транспортирование материала в таком экструдере происходит не засчет сил трения, а принудительным его продавливанием под действием согласованно вращающихся червяков, то морфология и агрегатное состояние полимерного материала не влияют на производительность машины. Поэтому двухчервячные экструдеры могут перерабатывать порошковые и гранулированные материалы, композиции с дисперсным и коротковолокнистым наполнителем, расплавы или пасты, прилипающие к червяку, и создавать значительные давления на пластмассы в зоне выхода изматериального цилиндра.

Дисковые экструдеры устроены и действуют следующим образом. Основной рабочий элемент диск вращается в массивном корпусе, в котором имеется загрузочное отверстие, расположенное тангенциально к окружности диска. Полимерный материал захватывается вращающимся с частотой до 45 с^1 диском и увлекается в кольцевой конический зазор. Под действием силы трения материала у поверхности диска и корпуса происходит его быстрый нагрев и расплавление. Расплав испытывает как пластическую, так и вязкоэластическую деформации. Последняя вызвана распрямлением макромолекулярных цепей и поэтому является обратимой. Результирующая микроусилий в распрямленных макромолекулах действует по радиусу к центру вращения диска (эффект Вейсенберга). В результате расплав испытывает давление, смещающее его к центру вращения и выдавливающее его через формующее отверстие. На выходном узле дискового экструдера устанавливают кольцевой электронагреватель.

Д-вом дисковых экструдеров является высокий коэффициент полезного действия, а недостатки состоят в малом значении давления на расплав (до 1 МПа), в чувствительности к гранулометрической неоднородности перерабатываемого полимерного материала и наличию в его составе наполнителей.

Поршневые экструдеры используются для переработки определенных марок фенопластов и фторопластов. При производстве трубок и капилляров из фторопласта Ф-4 применяют машину, схема которой представлена на рисунке 6.13. Ее основными элементами являются материальный цилиндр (в данном случае не обогреваемый), плунжер, совершающий возвратно-поступательное движение, и дорн с дорнодержателем. Порошковый полимер из бункера самотеком через загрузочное отверстие поступает в цилиндр. Поскольку рабочий зазор между дорном и цилиндром невелик, то при движении плунжера, во-первых, открывается загрузочное отверстие, создается значительное давление на полимер, под действием которого он уплотняется и перемещается по кольцевому зазору к выходу из цилиндра, а, во-вторых, перекрывается загрузочное отверстие. При возвратном движении плунжера загрузочное отверстие открывается, и новая порция порошкового полимера поступает в рабочий цилиндр. При необходимости (отверждение реактопластов, спекание изделий из фторопластов) экструдер комплектуется необходимым количеством нагревателей, а дорн существенно удленится.