Получение плоских пленок с охлаждением

Рисунок3. Зависимость влагопроницаемости полиэтиленовой пленки от толщины.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ПЭ низкой плотности
2. ПЭ средней плотности
3. Высокомолекулярный ПЭ средней плотности

 

 

 

 

 

 

 

Плотность, паро- и газопроницаемость остаются неизменными.

Сшитая полиэтиленовая пленка, ориентированная растяжением при нагревании, имеет большую термоусадку, чем необлученная полиэтиленовая пленка, ориентированная в тех же условиях.

Рисунок 4. Зависимость удлинения (1) и разрушающего напряжения при растяжении (2) от температуры для полиэтиленовой пленки: - сшитый полиэтилен, - - - - обычный полиэтилен.

 

Вследствие высокой термической стойкости сшитую полиэтиленовую пленку можно использовать в качестве упаковочного материала, выдерживающего стерилизацию, для изоляции электропроводов и другого вида изоляции.

 

обычно несколько ниже, чем экструзионно-раздувных. Механические свойства могут быть улучшены дополнительной ориентацией пленки в двух направлениях.

Для получения плоской пленки с охлаждением на валках может быть использована установка, изображенная на рис. 4.25. Расплав из экструдера /, профильтрованный через пакет сит, попадает в плоскощелевую головку 2. Питание головки (рис. 4.26) осуществляют боковой или центральной подачей расплава из экструдера. Для получения высококачественной пленки необходимо добиваться определенного распределения температуры расплава в головке. Заданное значение толщины пленки достигается благодаря высокой жесткости корпуса и формующих губок головки.

Расплав из плоскощелевой головки попадает на хромированные и тщательно отполированные валки 3, охлаждаемые водой (см. рис. 4.25). Здесь происходит быстрое затвердевание пленки (на рис. 4.5 этому процессу соответствует быстрое перемещение точки Б, соответствующей вязкотекучему состоянию полимера на термомеханической кривой, влево до точки Л, отвечающей стеклообразному аморфному или частично кристаллическому состоянию полимера).

Таким образом, независимо от способа производства пленок из расплава процесс переработки полимера включает в себя перевод полимера из стеклообразного (аморфного или частично кристаллического) в вязкотекучее состояние и обратно. Схематическое изображение этого цикла на термомеханических кривых (см. рис. 4.5) отвечает перемещению из точки А в точку Б и обратно. Скорость таких переходов, как известно, влияет на тип формирующейся при этом надмолекулярной структуры полимера, которая совместно с его молекулярными характеристиками определяет комплекс эксплуатационных свойств продукта.

После охлаждения на валках 3 (см. рис. 4.25) пленка проходит через устройство для замера толщины 4 (толщиномер), приспособление для обрезания кромок и поступает на намоточную станцию 6. Требуемая толщина пленки достигается обычно не за счет изменения щелевого зазора головки (который редко бывает менее 0,5 мм), а путем вытяжки и ориентации пленочного полотна в продольном и поперечном направлениях. Прозрачные пленки получаются при толщине, не превышающей, например, для ПЭВП 5—6 мкм. При большей толщине время

1.3.3.Виды  брака, его причины, способы его  устранения

 

     Контроль производства: контроль качества сырья, готовой продукции, контроль технологических режимов, контроль исправности оборудования, контроль внешней среды, использование КВП.

 

 

Виды брака, его причины, средства предупреждения.

                                                                                                           Таблица 4

N п/ п		Вид дефекта	Причины, которые вызывают дефекты		Средства устранения и методы предупреждения
1		2	3		4
1.		Поверхность материала из расплава термопласта имеет волдырч. включения	Влажность в материале.		Использовать оклиматизованый чистый термопласт.
2.		Колебание толщины пленки .	Неравномерность подачи материала к червяку. Неверно выставленный зазор в головке. Движение окружающего воздуха.		Проверить  не   перегрелась ли горловина  загрузочной воронки и не наблюдается ли в результате          этого слипания материала. Отрегулировать зазор.                     Не допускать сквозняков.
3.		Пульсация диаметра раздутого рукава.	Плохая регуляция головки.		Отрегулировать размер формирующего отверстия и температуру.
4.		Полосы на пленке.	Расписание    полимера, грязная головка.		Снизить     температуру     экструзии, заменить          марку          полимера, почистить головку.
5.		Поперечные морщины на пленке.	Возникновение внутренних напряжений при низкой температуре охлаждающего валка и очень низкой линии кристаллизации.		Увеличить температуру охлаждающего валка, следить за линией кристаллизации.
6.		Плохие оптические свойства.	Образование крупнокристаличес-кой структуры.		Заменить          марку          полимера, увеличить   температуру   экструзии, увеличить степень вытяжки.
7.		Складкообразова- ния при намотке.	Разная толщина пленки, неправильно установленный агрегат.		Проверить, не имеет ли перекоса у намоточных   валков,   правильно установить   оборудование,   устранить неравномерное охлаждение пленки.
8.	Изменение цвета.		Высокая температура расплава,распад полимера.	Снизить температуру расплава.
9.	След розги неравный.		Тупые ножи.	Заменить или наострить ножи.

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Обоснование  выбора оборудования

 

     Переработка  пластмасс в изделия, как указывалось, сводится к получению на основе полимеров материала, обеспечивающего заданный комплекс эксплуатационных свойств изделий, переводу этого материала в состояние, в котором он легко принимает требуемую форму, и, наконец, к фиксированию конечной формы изделия. Материалы на основе полимеров, обеспечивающие необходимый комплекс свойств, можно получать путем смешения полимеров с другими ингредиентами. Исходный материал легко принимает заданную форму, если он приготовлен на основе олигомеров (т. е. имеет низкую молекулярную массу) или, например, используется в виде раствора. Во всех остальных случаях для формования материала его подвергают плавлению, растворяют в соответствующей жидкости или перерабатывают в виде порошка.

    После того, как  материал переведен в состояние, в котором он легко деформируется, с помощью специального оборудования ему придают требуемую форму. Материал в жидком состоянии продавливается через формующие каналы в специальные формы. Материал в твердом состоянии формуют, подвергая его воздействию деформирующих сил в специальных устройствах, придавая ему нужную форму режущими инструментами, наконец, склеивая или сваривая отдельные слои или части конструкции. Одним из наиболее прогрессивных и широко применяемых процессов формования полимеров является экструзия.

Червячный экструдер для полимерных материалов по авт. св. №1479310, что отличается тем, что, с целью расширения технологических возможностей экструдеру, каждая втулка поставлена по меньшей мере одним дополнительным штифтом, при этом штифты выполнены с разными диаметрами (рис.5.). В проектируемом цехе мы устанавливаем экструдер с четырьма зонами нагрева и охлаждения цилиндра и нагрев зоны переходника, головки. Основным контролируемым и регулируемым параметром этого экструдера является температура. Температурный режим экструзии должен удовлетворять основному условию: термопласт не должен подвергаться длительному воздействию высокой температуры. Это условие выполняется, если материал нагревается постепенно по мере его продвижения вдоль цилиндра от первой до последней зоны. Температуру по зонам устанавливают с разницей в 5-20 градусов.

 

 

Рис. 5. Червячный экструдер

 

 

 

1. Экструдер - смеситель, что  содержит гильзу и расположен  внутри ее приводной шнек с  осевым каналом, выход которого расположен на торце шнека, что отличается тем, что, с целью интенсификации перемешивания материала, торец шнека выполнен со скосом под углом к продольной оси шнека.

2. Экструдер - смеситель по  п.1., что отличается тем, что, скос  наполнен в двух рядовых плоскостях с образованием двух диаметрально расположенных выступлений.

 Экструдер - смеситель, что  содержит гильзу с размещенным  в ней шнеком, сочленовным с  помощью шарнира с месильным  элементом, установленным с образованием  рабочего зазора, причем в теле месильного элемента выполненное осевое отверстие, что отличается тем, что с целью повышения качества готовой продукции, надежности работы смесителя и интенсификации процесса перемешивания, месильный элемент выполнен с углублением, размещенным на его торце, обращенном к шнеку, с возможностью сообщения с осевым отверстием, что соединено с рабочим зазором с помощью радиальных каналов, выполненных в теле месильного элемента, причем шарнир размещен в углублении.

Сущность: снабжение торцевых поверхностей лопастей пальцами, размещение барабана внутри бункера, выполнение противоположных поверхностей бункера с кольцевыми канавками, размещение канавок- эксцентрично относительно оси вращения барабану, размещение пальцев с возможностью перемещения по кольцевым канавкам, соединение барабана и шнека между собой с помощью зубчатой пары.

Экструдер состоит из загрузочной воронки, корпуса, червяка, рамы, и опоры. Экструдер предназначен для переработки термопласта в виде гранул, которые подаются в канал червяка через загрузочную воронку. Червяк вращается в цилиндре, в который вставленная износостойкая гильза. Цилиндр пресса разделен на зоны нагрева. Каждая зона нагрева нагревается к заданной температуре. Контроль и регуляция температурой нагрева осуществляется автоматически терморегуляторами, которые руководят электрическими нагревателями и вентиляторами охлаждения каждой зоны. Червяк приводится во вращение электродвигателем через редуктор, а осевое усилие червяка воспринимается упорным подшипником.

Загрузочная зона цилиндра и узел упорного подшипника охлаждаются водой из сети давлением 0,4-0,6 МПа. Регуляция подачи воды - ручная с помощью затворных вентилей. Разница давления воды в трубопроводах, что подводит и сливному 0.1-0.2 МПа. Объемная затрата воды, не более за 1 м3/год.

Экструдер работает таким образом. Гранулированный термопласт загружают в бункер пресса, откуда он при открытом шибере через отверстие в загрузочной воронке под действием собственного веса поступает в винтовой канал червяка. При вращении червяка по мере продвижения вдоль его оси полимер сжимается, под действием внешнего нагрева, внешнего и внутреннего трения нагревается и расплавляется. При этом происходит гомогенизация расплава и создается давление, необходимое для его продавливания через каналы фильтра и формирующей головки.

Для ПЭ рекомендуется последовательно  повышать температуру по зонам экструдера: от 90-100°С в зоне загрузки до 210-240°С в зоне нагнетания при червяке с плавно уменьшающей глубиной канала и от 170-180°С до 230-250°С при червяке с короткой зоной сжатия.

 

Таблица 5

Наименование параметра и размера	Норма
Номинальный внешний диаметр червяка, мм	63
Отношение рабочей длины червяка к его номинальному внешнему диаметру	30
Частота вращения червяка (регулируемая бесступенчато), с-1 (об\мин.)	1,57.15,7 (15.150)
Материал, что переделывается	гранулированный полиэтилен по ГОСТ 16337-77
Производительность пресса, кг/год, не более	150
Повод пресса: электродвигатель постоянного тока 4ПФМ250S мощности, кВт частота, об/мин. напряжение, В	50 1500 440
Редуктор цилиндровый двухступенчатый 1Ц2У250. Передаточное число	10
Число зон корпуса, которые обогреваются	4
Установленная мощность нагревателей, кВт	14,5
Диапазон регуляции температуры по зонам пресса °С	50.280
Охлаждение загрузочной воронки и масла в редукторе очищенной водой из цеховой сети оборотной воды: объемная затрата, ми /г, не более температура воды °С жесткость воды, мг-экв/л, не более давление воды, МПа разница давления в том, что подводит к сливному трубопроводу, МПа, не менее	0,3 20±5 7 0,2.0,4   0,1.0,2
Установленная мощность электрооборудования, кВт, не более	16
Электроснабжение: напряжение, В частота, Гц	380/220 50