Разновидности ПВХ и их применение. Часть 38. Технологии производства. Одношнековые экструдеры

Одношнековые экструдеры используются для изготовления изделий из PVC-P, таких, как провода и кабели, листы для остекления, профильные конструкции, трубки, шланги и т.д. Одношнековые экструдеры работают прежде всего с гелеобразными компаундами ПВХ. Поведение расплава различных соединений ПВХ было изучено в одношнековых экструдерах, и были сделаны выводы относительно механизмов плавления и влияния силы, создаваемой механизмами оборудования, на свойства расплава. Была исследована взаимосвязь между физическими свойствами экструзионных профилей из PVC-P и температурой экструзионного расплава, которая показала оптимальный уровень температуры для достижения удовлетворительных физических свойств и блеска поверхности. Нестабильность течения PVC-P при капиллярной экструзии коррелирует с длительной релаксацией, характерной для образования и роста кристаллитной структуры ПВХ. Скорость сдвига при прохождении через матрицу покрытия из медной проволоки была определена на уровне более 1 млн. оборотов в секунду при исследовании с помощью капиллярной реометрии. Как следствие, происходило улетучивание DEHP (один из фталатных пластификаторов, о которых мы говорили выше) и изменения в молекулярной структуре полимера, которые улучшали электрические свойства.

Конструкция матрицы имеет решающее значение для процесса экструзии, реологии материала и прохождения потока. Изначально оптимальные конструкции подбирались методом проб и ошибок, однако теперь есть возможность моделирования, что, вкупе с научными исследованиями позволяет безошибочно определять правильную конструкцию различных элементов. Инструментальный реометр с двумя пазами, установленный на двухшнековом экструдере, был разработан для определения вязкости при сдвиге и скорости скольжения, охватывающих составы из ПВХ, демонстрирующие очень разные характеристики потока. Было продемонстрировано моделирование профильных матриц с использованием методов конечных элементов, демонстрирующих преимущества в сниженной чувствительности к скоростям выпуска, температуре и свойствам материала.

Также была разработана неизотермическая модель потока в сети (которая включает балансировку потока, эффекты воздействия боковых стенок и изменения размеров, которые происходят после выхода из матрицы), которая дала хорошие результаты. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования использовалось для изучения изменений в конструкции экструзионной головки для канализационных и других труб из НПВХ, что привело к улучшению производительности и качества продукции при незначительных изменениях. Эти исследования позволили повысить производительность и улучшить эксплуатационные характеристики труб из PVC-U, и новейшие разработки в этой области используют такие производители систем промышленных пластиков, как Georg Fischer, Lareter, Tecnoplastic. В следующей части продолжим рассказ о технологии экструзии.