Вопросы 1,2,3 к зачету ТППМ
.docxЭкструзия. Основное оборудование для переработки методом экструзия.
Экструзия - непрерывные технологический процесс получения изделий или полуфабрикатов требуемой формы путем продавливания полимера через формующую головку, придания ему необходимой конфигурации с последующим охлаждением. При этом производят пленки, листы, профили, кабели.
Основное оборудование: 1) одно и двух-червячные экструдеры, 2) дисковые (вместо червяка диск), 3) червячно-дисковые (и то, и то), 4) мунжирные (поршневые).
Технологические зоны экструдера.
Основным рабочим органом экструдера является червяк (шнек), поршень или диск. По виду рабочего органа экструдеры разделяются на поршневые, червячные, бесчервячные (дисковые, гидродинамические) и комбинированные (дисково-червячные, червячные с плавильной плитой и т. д.). В зависимости от конструкции цилиндра (камеры) и рабочего органа различают экструдеры с вакуумными отсосами и без отсосов; с электрическим обогревом: омическим, индукционным, диэлектрическим (токами высокой частоты); с обогревом при помощи теплоносителя (воды, пара, минерального масла) и без наружного обогрева.Технологический процесс экструзии складывается из последовательного перемещения материала вращающимся шнеком в его зонах: питания (I), пластикации (II), дозирования расплава (III), а затем продвижения расплава в каналах формующей головки и охлаждения экструдата.
Экструзия. Зоны экструдера. Механизм плавления.
Экструдированный материал в виде гранул или порошка поступает через бункер (1) в цилиндр машины. Червяк захватывает гранулы и продвигает их вдоль экструдера, при этом материал пластицируется, гомогенизируется и равномерно нагнетается в экструзионную головку, которая присоединена к экструдеру. Плавление материала происходит за счёт тепла, поступающего от нагревателей, установленных на материальном цилиндре и за счёт тепла от внутреннего трения, происходящего в материале.
Сначала поступает в зону загрузки (I). Температура зоны низкая, для того, чтобы гранулы не оплавлялись прежде времени. Если материал начнет сразу плавится, материал уплотняется, но практически не перемешивается. Под действием силы внешнего трения в материале, перемещающимся как единое целое возникает нормальное напряжение. Их величина зависит от свойств материала, формы и типа частиц и тд. Пробка гранул перемещается в канале червяка (канал- пространство между червяком и цилиндром) со скоростью, которая определяется соотношением коэффициентов трения между гранулами и поверхностями червяка и корпуса. Коэффициент трения зависит от температуры.
МЕХАНИЗМ ПЛАВЛЕНИЯ (II)
Здесь твердая пробка гранул попадает в область более высоких температур, соприкасаясь с внутренней поверхностью корпуса, которая нагрета выше, чем температура плавления, гранулы начинают плавиться, образуя тонкую пленку расплава. Ведущая стенка канала соскребает тонкий слой расплава, прилипшего к внутренней стенке материального цилиндра. Расплав накапливается непосредственно перед ведущей стенкой. По мере продвижения материала, соотношение объемов расплава и твердых гранул изменяется в сторону увеличения объема расплава. Высота пробки остаётся в пределах зоны постоянной, а ширина постепенно уменьшается. Такой процесс плавания происходит до тех пор, пока эта пробка сохраняет прочность. К концу процесса все должно уйти в расплавленное состояние.
Зона дозирования (III). Продвижение гетерогенного материала (расплав, частички твердого полимера) продолжает сопровождаться выделением внутреннего тепла, которое является результатом интенсивных сдвиговых деформаций в полимере. Расплавленная масса продолжает гомогенизироваться, что проявляется в окончательном плавлении остатков твердого полимера, усреднении вязкости и температуры расплавленной части.