Каталог товаров
Каталог продукции Весь каталог >>
Корзина пуста

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 62

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 62
Иконка

Приступаем к обзору двухшнековых экструдеров с одновременным вращением и встречным вращением, которые активно используются для обработки полипропиленовых компаундов и создания композитов на основе полипропилена. Машины встречного вращения без зацепления имеют самую старую технологию. Смеситель непрерывного действия Фаррела (FCM) остается сегодня хорошим компромиссом смесителя периодического действия Банбери, но с возможностью непрерывного перемешивания с концепцией «малой массы». Включение различных наполнителей в полипропилен (тальк, карбонат кальция и т. д.) на уровне 30–80% однако всё еще осуществляется с помощью FCM. Двухшнековый экструдер с противоположным вращением и конструкцией шнеков без взаимного зацепления резко контрастирует с соответствующим поведением конструкции с взаимным зацеплением для вращения в одном направлении (коротация) или в противоположных направлениях (встречное вращение).

Компания Sakai предоставила экспериментальные доказательства того, что экструзионные характеристики двух типов смесительного оборудования с двумя экструдерами. Их результаты в сочетании с некоторыми комментариями специалистов можно посмотреть в специальной литературе. Здесь же заметим, что из сравнения двух типов смесительного оборудования очевидно, что вращающаяся двойная экструзия предлагает более универсальные возможности как для реактивной экструзии, так и для включения широкого спектра ингредиентов для модификации полипропилена в соответствии с растущими требованиями рынка. Это напрямую относится и к полипропиленовым композитам, используемым для производства пластиковых труб для горячего водоснабжения, а также среднетемпературного отопления (не парового). Далее отметим, что благодаря наличию секций слипонов втулок шнека и месильных блоков, процессор оснащен широким спектром опций для адаптации конструкции шнека, соответствующей процессу компаундирования, необходимому для достижения желаемых свойств продукта. Этот подход к созданию строительных блоков описывается как составная система, на которую влияют характеристики отдельных модулей в модульном двухшнековом экструдере для производства полимерных композитов. Последовательная процедура, позволяющая эффективно получить модульную конструкцию с минимумом проб и ошибок, стала предметом многих научных исследований.

Картинка

Центральная идея модульной конструкции одинакова для любой эффективной конфигурации шнека: должен быть достаточный механизм транспортировки, чтобы контролировать процесс смешивания для хорошей смеси дисперсионного и распределительного смешивания, которая подходит для данного компаундированного материала. Это достигается соответствующим расположением передних (правых) и обратных (левых) втулок винта с заданной длиной шага и смещенными рядами месильных дисков в блоках с заданными конструктивными особенностями (угол смещения, ориентация и толщина). Кроме того, нейтральные месильные блоки (диски, расположенные под углом смещения 90 градусов) обычно размещаются между секциями перекачки расплава в прямом и обратном направлении, чтобы обеспечить средства управления удерживаемым объемом данной зоны смешивания. Чтобы проиллюстрировать необходимость контролируемой экструзионной обработки термочувствительных полимерных смол, давайте рассмотрим ситуацию смешивания порошковых смесей поливинилхлорида (ПВХ) в форму гранул. Смешивание ПВХ-смолы лучше всего осуществлять с помощью медленно вращающегося шнека со скоростью около 40–60 оборотов в минуту для экструдера, вращающегося в противоположных направлениях.

Картинка
Иконка

Действуя как поршневой насос прямого вытеснения, нагнетательные винты (замкнутая система С-образных камер) могут создавать высокое давление в головке фильеры, особенно для жестких ПВХ-смол. Этот атрибут в сочетании с низкой скоростью вращения шнека предотвращает чрезмерный нагрев ПВХ для минимизации термического разложения. Для сравнения, вращающийся двухшнековый экструдер требует более тонкого баланса радиально-осевого перемешивания и прокачки расплава через головку фильеры из-за термочувствительности ПВХ-смолы. Следовательно, уплотнение порошкового ПВХ в гранулы стало хорошей моделью для изучения эффектов конструкции шнека для процесса компаундирования с жесткими ограничениями как на время пребывания, так и на степень смешения ингредиентов со сдвигом. С помощью двухшнекового экструдера с вращением 50 мм смешивали различные смеси, от гибкой до жесткой ПВХ-основы. Множество конфигураций шнеков состояло из блока из шести месильных дисков, расположенных со смещенными вперед углами смещения 30, 45, 60 и 90 градусов, за которыми следовала пара нейтральных элементов различной ширины. Экструдер был оборудован цилиндрическим регулятором, обеспечивающим внешний контроль удерживаемого объема. Особенность двухшнекового экструдера с разделенным цилиндром позволила немедленно проверить установившийся профиль материала в цилиндре экструдера после немедленной остановки приводного двигателя. Порошкообразное ПВХ-сырье проходило через определенную последовательность этапов процесса по длине цилиндра, которые описываются как механизм CDFE: уплотнение, трамбовка, сплавление, удлинение.

Посредством визуальной оценки стационарных измерений массы и осевых измерений температуры и давления расплава, это исследование предоставило средства для характеристики динамических эффектов конструкции шнеков. В частности, уплотненная масса из ПВХ находится непосредственно перед началом пластификации (сплошная вязкая масса). Это точка опоры для соответствующего динамического баланса между нарастанием давления твердых частиц во время сжатия порошка ПВХ и характеристиками потока пластифицированной массы ниже по потоку. Так называемая длина плавления L (ПВХ не плавится в этом процессе, а становится пластифицированным) была определена как осевое расстояние между образовавшейся сжатой массой из порошка ПВХ и выпускным концом секции смешивания. Величина L увеличивалась с увеличением угла смещения между соседними месильными дисками (то есть 90 градусов) или нейтральными элементами. Эта увеличенная длина соответствует чрезмерному нагреву ПВХ, что приводит к началу термической деградации. Эти результаты подчеркивают, что в основе любого процесса двухвинтовой экструзии с взаимным вращением лежит стадия плавления или пластификации. За счет вязкого сопротивления высоковязкой полимерной смолы при ее температуре плавления создаваемое напряжение сдвига в цилиндре экструдера является максимальным для интенсивного дисперсионного смешивания ингредиентов. Именно в этот момент процесса компаундирования происходит эффективное уменьшение размера частиц наполнителя и любого другого ингредиента, присутствующего в потоке сырья.

Картинка

Теперь рассмотрим последние тенденции в конструкции оборудования для смешивания больших объемов. Вместо существующих тенденций в отрасли к оборудованию большого объема при минимальных требованиях к пространству, существует неотъемлемая необходимость учитывать любые ограничения скорости сдвига для модульной конструкции для оптимизации процессов экструзии компаундов при высоких скоростях вращения шнека. Ключ к эффективной модульной конструкции шнека заключается в том, как наилучшим образом использовать максимальные вязкие напряжения, возникающие в начале процесса плавления или пластификации, для наиболее эффективного измельчения массы до мелкодисперсных частиц. Недавний обзор существующих тенденций в отрасли оборудования для компаундирования указывает на стремление к большей пропускной способности для оборудования минимального размера. Растущее число производителей, использующих этот тип оборудования, показывает его перспективность. Двухвинтовое оборудование с вращением в одном направлении способствует высокой скорости вращения шнека при заданной нагрузке двигателя. Благодаря более качественным трансмиссиям и улучшенной конструкции машины удельная энергия в экструдере относительно небольшого объема увеличивается; следовательно, понятие сдвига малой массы приобретает совершенно новое значение при 600–1400 об/мин для 4–8 т/час для агрегатов с внутренним диаметром 100–130 мм.

Картинка
Иконка
Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.
Автор

Автор: Александр Костромицкий

Дата: 28 дек 2020 00:00

Комментариев нет

  Читайте также Виды стандартов пластиковых труб. ISO-21138-1: 2007. Часть 3 Точный диаметр труб для систем отопления Преимущества полипропиленовых труб перед металлопластиковыми Производство изделий из инженерных пластиков. Часть 2 Разновидности изотактического полипропилена для производства труб Вернуться назад
Пройти опрос о качестве сайта