3. Вытяжка.

При экструзии (особенно разнотолщинных и сложных профилей) не удается обеспечить полное выравнивание расхода по всему сечению канала. Такие изделия всегда изготавливаются при скорости принудительного отвода экструдата (Vпр), превышающей скорость выхода профиля из головки (Vэ).

Кв= Vпр /Vэ – коэффициент вытяжки.

Вытяжка приводит к утоньшению стенок и уменьшению линейных размеров поперечного сечения в раз. Чем больше неоднородность скорости выхода расплава из канала, тем большую вытяжку необходимо планировать и учитывать при определении размеров формующего канала. Максимальные значения Кв определяются следующими факторами:

1) Нормальные растягивающие напряжения, возникающие в экструдате не должны превышать предел прочности расплава.

2) Развивающиеся в экструдате при вытяжке высокоэластичные деформации фиксируются в формуемом профиле при его охлаждении. Эти деформации при последующей эксплуатации профиля, особенно при повышенных температурах, могут частично реализовываться, что приведет к изменению (уменьшению) продольного размера профиля.

3) При больших значениях Кв существенно искажается конфигурация мелких элементов сечения профиля (канавки, перемычки, ребра).

Исходя из первого и второго факторов недопустимы Кв больше 2. Исходя из второго фактора для отдельных материалов рекомендуются следующие Кв, гарантирующие удовлетворительное качество: ПЭВД -1,15 ; ПЭНД – 1,2; Полистирол – 1,1; ПА – 1,2; непластифицированный ПВХ – 1,1; пластифицированный ПВХ – 1,15.

Соответствующие размеры поперечного сечения формующего канала при его конструировании должны приниматься больше таковых у тонкостенного профиля в Кв раз, у толстостенного в раз.

4. Свариваемость отдельных потоков расплава.

Для сваривания необходимо достаточное давление в расплаве и эффективная деформация поверхностей контакта сливающихся потоков. Гидравлическое сопротивление формующего канала, как правило, оказывается достаточным для обеспечения необходимого давления, а требуемая деформация поверхностей контакта обеспечивается монотонным уменьшением площади поперечного сечения подводящего канала в 3-5 раз.

5. Отсутствие застойных зон.

Застаивающийся расплав подвержен термодеструкции и частично захватываясь текущим расплавом приводит к ухудшению свойств изделия. Поэтому углы наклона поверхностей каналов по отношению к основному направлению течения как в зонах сужения так и зонах расширения не должны превышать критического значения. Для большинства перерабатываемых экструзией полимеров этот угол равен 45 - 60°. На стадии проектирования сложно сделать заключение о наличии или отсутствия застойных зон в тех или иных местах канала, даже соблюдая указанные углы. Это можно выявить при испытаниях головки. Если цвет экструдата на поверхности или срезе неоднороден, то зоны застоя есть и их необходимо устранять механической обработкой поверхностей канала.

6. Увеличение (разбухание) расплава.

Одно из важных в экструзионной технике явлений, определяющееся вязкоупругой природой полимерных расплавов. Обусловлено оно реализацией на выходе из головки, имеющейся в расплаве упругой деформации. В зоне переходного канала с интенсивно изменяющимся поперечным сечением в связи с непрерывной перестройкой скоростного профиля потока в нем развиваются значительные сдвиговые напряжения, приводящие к к соответствующей накопленной расплавом упругой деформации. В зоне формующего канала с постоянным поперечным сечением скоростной профиль стабилизируется, а доля накопленной упругой деформации постепенно реализуется, так что полная упругая деформация стремится к значению, соответствующем напряжению в стационарном потоке. Степень реализации этой доли деформации к моменту выхода расплава из головки определяется соотношением времени релаксации и времени пребывания полимера в канале с постоянным поперечным сечением. Как показывает практика при соотношении длины L к высоте канала H больших 15 – 20 и практически любых скоростях экструзии имеет место почти полная реализация этой доли деформации. Сохранившаяся в расплаве упругая деформация реализуется на выходе из формующего канала и приводит к увеличению сечения экструдата. Разбухание характеризуется коэффициентом разбухания β (отношение какого-либо размера поперечного сечения экструдата к соответствующему размеру сечения канала).

В большинстве экструзионных процессов явление разбухания компенсируется соответствующей вытяжкой и нивелируется калибровкой.