2.5.2. Течение расплава через сетки и формующую оснастку.

Расплав вращающимся шнеком продавливается через решетку, к которой прижаты металлические сетки. Сетки фильтруют, гомогенизиру­ют и создают сопротивление движению расплава, на них теряется часть давления. Проходя через систему фильтрующих сеток, пор­ции полимерного расплава с большей вязкостью задерживаются на сетках. Этого времени должно хватить для того, чтобы порция расплава достигла нужной температуры. Сверхвысокомолекуляр­ные фракции полимера и различные примеси задерживаются сет­ками и через некоторое время их вместе с сеткой удаляют из ци­линдра экструдера.

После прохождения сеток гомогенизированный расплав под остаточным давлением (Р = 5,0-35 МПа) продавливается в фор­мующую оснастку и, приобретая определенный профиль, выходит практически под очень небольшим избыточным давлением из фильерной части головки.

Кривая 3 на рис. 18.5 показывает зависимость Q от Р. Коли­чество расплава Q_гол, выходящего через головку, можно предста­вить следующим соотношением:

(18.4)

где ΔР = Р- Р_вых перепад давления в головке (здесь Р — давление на входе в го­ловку — конец зоны III, Р_вых — давление на выходе из головки); η — вязкость рас­плава в головке; К — постоянная, характеризующая сопротивление течению рас­плава в каналах и формующей части головки.

Для получения качественных изделий необходимо, чтобы за­ключительный отрезок пути l_ф расплава перемещался при постоян­ной толщине δ_щ формующей части (рис. 18.6). В этом случае про­исходит наиболее полное выравнивание скоростей движения расплава, проходят релаксационные процессы, ликвидируется пуль­сация и т. д. Чем длиннее l_ф (больше l_ф / δ_щ), тем меньше пульса­ция расплава. В зависимости от типа выпускаемого изделия и тре­бований к точности его размеров значения l_ф / δ_щ находятся в пре­делах 20-60.

2.5.3. Работа экструдера в сочетании с головкой.

Поскольку экстру­дер работает вместе с головкой, то производительность его нахо­дится путем совместного решения уравнений (18.3) и (18.4) или графически (см. рис. 18.5) как точка пересечения прямых 1 или 2 с прямой 3. Точки пересечения а и б называются рабочими точ­ками экструдера.

Упрощенный аналитический расчет Q машины с одним шне­ком, уменьшающейся глубиной нарезки канала шнека с учетом сеток и головки можно производить по формуле:

;

где Q — производительность, см³/мин; α, β, γ — постоянные прямого и обратного потоков и потока утечек, см³ [см. уравнение (18.3)]; К — постоянная головки, се­ток, решетки, см³.

Для различных головок значения К различны и рассчитыва­ются по соответствующим формулам общего вида

(18.6)

где K_i — коэффициент сопротивления каждого из элементов головки, сеток и ре­шетки.

Реальные зависимости Q = f(Р) (см. рис. 18.5) не являются пря­молинейными. Зоны экструдера, формующей оснастки имеют различный внешний обогрев, кроме того, в зависимости от ин­тенсивности вращения шнека в расплаве выделяется разное ко­личество тепла. Поэтому такие важнейшие характеристики, как вязкость и плотность расплава, зависят от температуры и не яв­ляются строго постоянными. Эти и другие факторы ведут к от­клонению зависимостей (18.3) и (18.4) от прямолинейности.