Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Производство пластиков. Часть 3

Двумя крупнейшими отраслями экструзии являются экструзия труб и экструзия пленки. Однако есть много других отраслей, которые используют экструзию для создания своей продукции. Это, например, экструзия волокна для одежды, экструзия покрытий и экструзия пленки с раздувом – вот лишь некоторые отрасли. Двухшнековая экструзия используется для получения более сложной смеси по сравнению с одношнековой экструзией. Внутри цилиндра в форме восьмерки работают два винта. Двойной шнек используется для соединения или смешивания двух или более различных материалов. Он также используется для облегчения удаления летучих газов из расплава или даже в процессе полимеризации. В некоторых случаях формовка готовых деталей выполняется с помощью двухшнековой экструзии. Двухшнековая экструзия может выполняться с использованием многих типов материалов, включая термопласты, реактопласты, эластомеры (каучуки), наполнители и армирующие материалы, а также другие добавки. Этот процесс в основном используется для тщательного смешивания добавок и полимера. Часто продуктом двухшнекового экструдера являются гранулы, используемые для другого процесса. Шнеки двухшнекового экструдера отличаются от шнеков, используемых в одношнековой экструзии. Они разделены на секции вместе с цилиндрами, чтобы облегчить правильное перемешивание для каждой системы.

Повышение давления в двухшнековом экструдере может быть намного более сильным. Чтобы бороться с этим и безопасно работать с оборудованием, двухшнековые экструдеры используют дозированную подачу или подачу с «голоданием», что означает, что цилиндр может заполняться только до частичного уровня. Пропускная способность системы также регулируется механизмом подачи, а не скоростью шнека. Двухшнековая экструзия также используется для производства продуктов из таких полимеров, как поливинилхлорид (ПВХ), которые могут разлагаться и выделять вредные газы при переработке (продукты разложения мономера винилхлорида). Обработка с использованием двухшнековой экструзии по-прежнему потенциально опасна, но многие из опасностей уменьшены или сведены к минимуму до более безопасного рабочего уровня. Экструзия по-прежнему является жизненно важным технологическим процессом для пластиковой промышленности. Детали с постоянным профилем можно изготавливать с высокой скоростью, недоступной для других методов обработки. Другой основной способ обработки полимеров – выдувное формование. Выдувное формование – это процесс производства полых деталей путем прижатия пластика к стенкам формы с помощью давления воздуха. Этот процесс в основном используется для создания емкостей, таких как бутылки для напитков и некоторых жидких продуктов, но выдувное формование не ограничивается производством исключительно емкостей.

Экструзионно-выдувное формование позволяет производить детали большего размера, чем литье под давлением. Это также дешевле, и внутри детали отсутствуют внутренние напряжения. Однако при использовании экструзионного выдувного формования образуется больше отходов, и меньше возможностей для контроля точности размеров. При формовании с раздувом под давлением используется преформа, полученная литьем под давлением, а не заготовка для создания конечной детали. После формования преформы ее переносят во вторую форму, где преформе выдувают ее окончательную форму. Деталь может быть отформована с использованием одностадийного или двухступенчатого литья под давлением с выдувом. Одностадийный процесс происходит, когда преформа циклически подается на выдувную станцию на той же машине, на которой она была отлита под давлением. Это позволяет выполнять процесс за один непрерывный этап, и требуется только одна машина. Кроме того, полимер должен быть подвергнут только однократной тепловой нагрузке. Во время двухэтапного литья под давлением с раздувом преформа полностью охлаждается, а затем передается в другую машину для придания окончательной формы. Преформы необходимо повторно нагреть, а затем обработать при помощи воздуха.

Используя двухэтапную обработку, можно снизить стоимость за счет поставок преформ вместо отправки готовых бутылок в цеха по розливу. Затем бутылки выдуваются на предприятии непосредственно перед розливом. Формование с раздувом и вытяжкой под давлением является существенной разновидностью этого процесса. Этот процесс используется для обеспечения оптимальных оптических и барьерных свойств, которые достигаются за счет двухосной ориентации полимерных цепей. Этот процесс применяется в основном с полиэтилентерефталатом (ПЭТ). Двухосная ориентация достигается за счет дополнительного использования растягивающего стержня непосредственно перед выдуванием бутылки. Стержень позволяет заготовке растягиваться в вертикальном направлении более равномерно, чем позволяет продуваемый воздух. Наряду с меньшей стоимостью изделий, литье под давлением с раздувом предлагает множество других преимуществ. Так, возможен больший объем производимых партий, доступен лучший контроль размеров и у изделий отсутствует нижний сварной шов, который создается, когда экструдированная заготовка зажимается пресс-формой. В следующей части продолжим разговор об этом процессе.