|
|
|
Главная --> Справочник терминов Одночервячного экструдера 12.2. Процесс пластикации в одночервячных экструдерах 428 Вспененные термопластичные материалы получают, вводя в полимер вспенивающий агент. Существуют химические вспениватели, которые находятся внутри гранул, и физические, испаряющиеся вспениватели, которые впрыскиваются в расплав полимера. Высокое давление в экструдере препятствует вспениванию в машине, но, как только расплав выходит за пределы формующей матрицы, процесс вспенивания немедленно начинается. Расширяющиеся пузырьки приводят к возникновению локальной ориентации в полимере. Дополнительная ориентация может быть создана за счет продольной вытяжки. В зависимости от типа полимера, плотности готового изделия и вида вспенивателя переработка производится на одном одночервячном экструдере, на двух установленных друг за другом одночервячных экструдерах или на двухчервячных экструдерах. Описанный выше механизм транспортировки материала представляет собой, в сущности, механизм движения порошкообразного материала в одночервячных экструдерах, хотя действительная модель в этом случае оказывается более сложной из-за искривления канала. Другой метод реализации описанного способа плавления осуществлен в одночервячных экструдерах и других машинах подобной конфигурации, в которых деформация материала является следствием напряжений сдвига, вызванных движением стенок. В частности, в червячных экструдерах, которые спроектированы и работают таким образом, что в зонах питания червяка (см. разд. 12.1) развиваются очень высокие давления, наблюдаются более высокие скорости плавления, чем те, которые предсказываются моделями плавления, основанными на анализе плавления по механизму теплопроводности с принудительным удалением расплава за счет движения стенок. Рис. 11.1. Смесительные устройства в одночервячных экструдерах: Другой интересный случай, исследованный Шерером, моделирует циркуляционное (поперек канала) течение в одночервячных экструдерах. Наиболее эффективное распределение элементов поверхности раздела в одночервячных экструдерах достигается при оснащении экструзионного канала смесительными секциями, состоящими из ряда стержней или других приспособлений, изменяющих направление потока. Эрвин [8] показал, что если в смесительной зоне экструдера осуществляется рандомизация распределения элементов поверхности раздела, то смесительное воздействие существенно возрастает. 1 1 .9. Смешение в одночервячных экструдерах. Расплав полимера (ньютоновская жидкость) с вязкостью 620 Па -с и плотностью 0,63 г/см3 перерабатывают на одночервячном экструдере. Диаметр червяка 63,5 мм; L/D = 24 : 1; в сечении червяк имеет форму прямоугольника; глубина нарезки червяка постоянная, равная 10,16 мм; ширина винтовой нарезки 6,35 мм; зазор между гребнем нарезки червяка и стенкой цилиндра пренебрежимо мал. Производительность экструдера 72 кг/ч; частота вращения червяка 100 об/мин. Рассчитайте среднее значение деформации сдвига в полимере. 12.2. Процесс пластикации в одночервячных экструдерах в обычных одночервячных экструдерах расплав образуется в начале зоны плавления и находится в экструдере длительное время. композиции в одночервячных экструдерах, снабженных круглоще- композиции в одночервячных экструдерах, снабженных круглоще-левыми головками. Экструзия компизиции в атмосфере инертного газа позволяет улучшить оптические показатели пленки [а. с. СССР 897788]. «Рукавная» пленка разрезается по образующей цилиндра, расправляется на кольцах и термостатируется при температуре около 60 °С для уменьшения усадки. Ниже приведены основные свойства поливинилбутиральных пленок: каждую из этих стадий отдельно, вне какой-либо связи с конкретным методом переработки, можно представить многообразие возможных конструктивных решений, позволяющих реализовать воздействие, предусмотренное соответствующей стадией. Часть III заканчивается главой, посвященной моделированию одночервячного экструдера, на примере которого иллюстрируется возможность анализа конкретного технологического процесса с помощью метода «элементарных стадий». Мы также рассматриваем новый вид оборудования для переработки полимеров для того, чтобы показать, как метод элементарных стадий облегчает создание принципиально новых конструкций. В следующих разделах будут проанализированы два важных механизма удаления расплава: за счет движения стенок и нормального давления. Первый механизм преобладает в работе одночервяч-ного экструдера, который является, вероятно, наиболее важным производственным оборудованием в настоящее время. В гл. 10 рассматривается геометрия одночервячного экструдера с точки зрения этого механизма плавления, а в гл. 12 детально анализируется процесс плавления в экструдерах на основе модели, полученной в разд. 9.8. Рис. 10.11. Схема одночервячного экструдера: Математическая модель червячного насоса (зона дозирования одночервячного экструдера) Подобно созданию теории одночервячного экструдера, основанной на модели течения между параллельными пластинами, можно проанализировать многие процессы, в которых используется геометрия непараллельных пластин. Примерами таких машин являются вальцы и каландры. Более того, эти устройства с валками, вращающимися навстречу друг другу, можно превратить в экструдер с увеличенной подающей способностью, так как обе поверхности движутся параллельно друг другу. Первый этап моделирования сложного процесса заключается в расчленении его на подсистемы (см. разд. 5.2). При исследовании полученных подсистем следует использовать концепцию элементарных стадий. Покажем это на примере анализа одночервячного экструдера, выбранного потому, что экструдеры занимают доминирующее положение в промышленности переработки пластмасс и, кроме того, в них реализуются все элементарные стадии, присущие процессам переработки. Кривые рис. 4.16, а и б характерны для одночервячного экструдера, в — для двухчервячного, работающего как аксиально-уплотненная система нагнетания [7], г — для двухчервячного экструдера с самоочищающимся профилем/^работающего как аксиально-открытая система смешения. Рис. 4.25. Рабочая зона одночервячного экструдера: Влияние рабочих параметров легко понять из диаграммы G—р рабочей зоны одночервячного экструдера (рис. 4.25). На такую диаграмму можно нанести различные, типичные для работы одночервячного экструдера, графические характеристики [15]: На рис. 4.26 показана экспериментально определенная рабочая зона одночервячного экструдера. Дополнительно нанесены линии постоянной степени смешения (не совпадающие с графической характеристикой мундштука). Классы качества выбраны так, что класс 2 лежит в рабочей зоне. Образцы были получены из экспериментов по крашению концентратами; качество диспергирования в направлении от 1 до 6 снижается. Рис. 4.26. Экспериментально установленная рабочая зона одночервячного экструдера  Одновременного присоединения Одновременному образованию Одновременном уменьшении Обеспечивает практически Одновременно осторожно Одновременно повышается Одновременно производится Объясняется действием Образовываться непосредственно |
- |
Навигация