13. Процеси, котрі відбуваються в каналі черв’яка при переробці термопластів, конструкційні і функціональні зони черв'яка.

Экструзия сопровождается только физическими процессами: деформация полимера, плавления, вязкого течения и застывания (кристаллизации). Химические процессы, которые сопровождают экструзию, – термо- и механодеструкция, являются нежелательными, и при правильном режиме экструзии незначительно влияют на процесс.

Конструкційні зони черв’яка одночерв’ячного преса..

(Класичний черв’як має три конструкційні зони: завантаження, плавлення, дозування. Нарізка витків по довжині черв’яка має постійний крок. У зонах завантаження і дозування глибина каналу різна, але також постійна. Співвідношення ж глибини каналів у цих зонах визначається коефіцієнтом стискування матеріалу в зоні плавлення, тому глибина каналу цієї зони змінна. Довжина конструкційних зон черв’яка не відповідає довжині функціональних зон екструдера.)

Функціональні зони одночерв’ячного екструдера.

(Класичний екструдер має три функціональні зони: завантаження, плавлення, дозування. Не дивлячись на однакову назву, довжина функціональних зон екструдера не відповідає довжині конструкційних зон черв’яка. Причина цього – початок і закінчення плавлення гранул, яке відбувається за межами конструкційної довжини зони плавлення черв’яка. У конструкційній зоні завантаження гранули при русі ущільнюються, підігріваються і наприкінці її утворена тверда пробка підплавлюється. Це початок функціональної зони плавлення. Кінець же її в конструкційній зоні дозування, де відбувається руйнування залишку твердої пробки з гранул.)

14. Розрахунок продуктивності одночерв’ячного екструдера.

Расчеты параметров экструзии по своему характеру делятся на проектные и поверочные. Задачей проектного расчета является выбор основных параметров оборудования, а также внешних факторов режима экструзии в зависимости от перерабатываемого материала и вида изделия в соответствии с производительностью процесса.

При поверочном расчете оборудования исследуются технические его возможности и направления вероятной доработки предложенной конструкции, технологии. Элементом такого расчета является построение внешних характеристик червяка, представляющих собою взаимосвязь давления в расплаве перед головкой с объемной производительностью при разной частоте вращения червяка, с учетом теплового режима переработки.

Для первого приближения проектного расчета в качестве исходной базы используются известные конструктивные и технологические рекомендации, накопленный практический опыт, методы моделирования. Так, например, к внешним факторам относятся тепловые режимы (нагрев – охлаждение) по зонам экструдера и головки, частота вращения червяка n. Температурный режим нагрева определяется по термомеханическим кривым полимера, а каждый из полимеров имеет оптимальный диапазон градиента скорости сдвига в канале червяка дозировочной зоны, что позволяет по рекомендованному определить n

,

где D – диаметр червяка, мм; h – глубина канала червяка, мм.

По результатам первого приближения выполняется поверочный расчет с определением производительности и других технологических характеристик процесса, производится их сравнение с заданными. При необходимости расчетный цикл повторяется (второе приближение, вторая поверка).