15. Формування заготовок екструзійних виробів, види каналів при течії розплаву в формуючих головках.

Процесс формирования определяет конструкция головки. Головка – это профилирующий инструмент, придающий необходимую форму выдавливаемому потоку полимера. От степени совершенства головки в значительной мере зависит точность поперечных размеров экструдируемого изделия и качество его поверхности. В соответствии с этим назначением конструкция головки должна удовлетворять следующим требованиям: 1) она должна способствовать формированию поперечного сечения потока, соответствующего форме сечения экструдируемого изделия; 2) геометрические размеры профилирующей щели и углы выхода должны обеспечивать возможность работы с максимальными значениями производительности, при которых еще не наблюдается «эластической турбулентности»; 3) конфигурация каналов должна исключать образование в них зон застоя; 4) головка должна обладать достаточным сопротивлением, чтобы на выходе из червяка создавалось противодавление, обеспечивающее качественное смешение и гомогенизацию полимера; 5) конструкция профилирующих органов должна быть достаточно жесткой, чтобы при любых рабочих давлениях сечение проточной части оставалось неизменным; 6) конструкция головки должна обеспечивать возможность регулирования распределения объемного расхода по периметру потока для устранения влияния неточностей расчета и изготовления на профиль экструдируемого изделия.

Виды каналов:

• Круглий циліндровий

• Круглий конічний з великим діаметром на вході

• Конічний кільцевий з конічною щілиною

• Кільцевий

• Плоский щілинний

• Щілинний клиноподібний

• Циліндровий з довільним поперечним перерізом

16. Принциповий порядок розрахунку перепаду тиску розплаву в головках.

Для нахождения потерь давления весь путь движения расплава в головке разбивают условно на участки с постоянной геометрической формой каналов. Анализ каналов проводят обычно, начиная с фильтрующей сетки по ходу движения расплава. Так, для головки, показанной на рис. 1, путь течения расплава можно разбить на 8 участков.

Затем, используя уравнения (5), по объемному расходу рассчитывается для каждого участка градиент скорости. По значению которого и температуре расплава в головке для определенного полимера находится эффективная вязкость для всех участков головки и, используя уравнение (3), определяются для них перепады давления ΔР_i. Из уравнения (1) – суммарный перепад давления в головке.

Р_г=Gμ₁ /К_Σ, (5)

где μ₁ —эффективная вязкость в канале профилирующего зазора.

ΔР_i = G∙μ_i∙/K_i. (3)

, (1)

где т — число отдельных участков.

17. Формоутворення екструзійних виробів.

В процессе формообразования полимерной пленки различают две зоны: до линии затвердевания (кристаллизации) и выше линии затвердевания. При переработке кристаллических полимеров имеется также четко выраженная зона кристаллизации, длина и положение которой зависят от интенсивности внешнего охлаждения. В зоне до линии затвердевания (кристаллизации) происходит изменение как толщины, так и температуры полимерного тела пленки.

При производстве пленок с низкой скоростью отвода рукава применяют обдув через одну выходную щель (рис. 2, а). Воздух из ввода 2 проходит через канал, образованный дисками 1 и 3. Выходную щель обычно направляют под углом 90^о...45^о к поверхности пленочного рукава. Угол наклона щели зависит от давления внутри рукава и скорости струи воздуха. Если струя ударяет перпендикулярно, то может произойти деформация рукава; при уменьшении угла обдува снижается скорость охлаждения. Обычно угол обдува меньше 45^о применяют при изготовлении пленки с небольшой вязкостью или высокой температурой расплава. Для увеличения скорости охлаждения применяют кольцо с несколькими выходными щелями (рис.2, б). Дальнейшее повышение интенсивности охлаждения может быть достигнуто применением повышенных скоростей обдува рукава (аэродинамический эффект), внутреннего охлаждения, охлаждения рукава стекающим потоком жидкости.

Калибрование и охлаждение листа. Чрезвычайно важны для обеспечения качества и равномерности свойств получаемого листа его калибрование и охлаждение, особенно в производстве листов из жестких пластиков – полиэтилена низкого давления, ударопрочного полистирола и некоторых других – из-за повышенной склонности к возникновению внутренних напряжений при неравномерном остывании. Технологической схемой (рис. 1) предусматривается, что обычно заготовка листа из жестких пластиков сразу после выхода из головки поступает на средний валок гладильного каландра, предназначенного для калибрования и предварительного охлаждения экструдируемого листа. Каландр представляет собой трехвалковый агрегат, валки которого расположены в вертикальной плоскости и имеют индивидуальный привод с плавной регулировкой числа оборотов в широких пределах. Несколько меньший диаметр верхнего валка позволяет приблизить головку к приемному устройству и устранить провисание листа. Попадая в зазор между 1-ым и 2-ым, а затем между 2-ым и 3-им валками, лист калибруется до необходимой толщины и равномерно охлаждается.