Разновидности ПВХ, их производство и применение. Двухшнековая и одношнековая экструзия

Статистический анализ был использован для определения оптимальной конструкции шнека для экструзии ПВХ с возможностью снижения температуры экструзии и снижения скорости скольжения для уменьшения истирания. Конструкция шнека сложна, но позволяет более точно контролировать температуру расплава (которая может быть в диапазоне от +190 до +200 °C). Винты классифицируются по соотношению их длины к глубине (отношение L / D) и обычно используются со следующими параметрами: 22/1 (22D) и 26/1 (26D). Новые 36D экструдеры были введены для более высокой производительности в сочетании с меньшим износом. Изучено положительное влияние морфологии зерна ПВХ на характеристики экструзии. Статистика, как инструмент мониторинга, может использоваться для определения того, находится ли процесс под контролем. Статистика помогла отследить положительные тенденции в отношении среднего и стандартного отклонения давления расплава и нагрузки двигателя. Окно обработки для соединений PVC-U не должно быть слишком ограничивающим, чтобы допускать вариации от партии к партии ингредиентов композиции и незначительные колебания температуры. Программа отображения контура окна обработки, использующая последовательные симплексные методы, использовалась для оценки влияния изменений состава на соединения PVC-U.

Это, в сочетании со стоимостью рецептуры, дает хорошую обратную связь для необходимой оптимизации процесса экструзии, которая проводится постоянно. Оптимальное окно обработки также можно определить с помощью статистического экспериментального метода. Влияние переменных состава на обработку и физические свойства PVC-U были смоделированы в контролируемых условиях. Реологические методики были использованы для оценки свойств потока. Путём моделирования реологических свойств была достигнута оптимизация потока, условий экструдера и физических свойств. Капиллярный реометр был использован для численного моделирования, чтобы воспроизвести упругие свойства большого перепада давления на входе и небольшого разбухания экструдата во время экструзии ПВХ. Влияние переменных обработки на блеск профиля показало прямую связь между глянцевостью и шероховатостью поверхности.

Одношнековые экструдеры вырабатывают больше тепла от трения и больше полагаются на противодавление от матрицы, чтобы улучшить однородность. Конструкция винта включает в себя более высокие степени сжатия, например, 2: 1, что означает, что объем, занимаемый между двумя лопастями в начале винта, вдвое больше, чем занятый между двумя лопастями в конце винта. Изделия из PVC-P, такие как проволока и кабель, полосы для остекления, профили, трубки, шланги и т. д., производимые на одношнековых экструдерах, производятся из гелеобразного компаунда. Поведение расплава различных соединений ПВХ было изучено в одношнековых экструдерах и сделаны выводы относительно доминирующей движущей силы, влияющей на механизмы поведения расплава и плавления.

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, приписываемой образованию и росту кристаллитов ПВХ. Скорость сдвига при прохождении через матрицу покрытия из медной проволоки была определена выше, чем 1 млн. обратных секунд при исследовании с использованием капиллярной реометрии. Как следствие, произошло улетучивание DEHP и изменение в молекулярной структуре полимера, что улучшило диэлектрические свойства.

Конструкция матрицы имеет решающее значение для процесса экструзии, реологии материала и потока через матрицу. После многочисленных ранних установок методом проб и ошибок, теперь этот процесс подвергается тщательному научному исследованию. Инструментальный реометр с двумя щелями, установленный на двухшнековом экструдере, был разработан для определения вязкости при сдвиге и скорости скольжения, охватывающих составы ПВХ, демонстрирующие очень разные характеристики потока. Было продемонстрировано моделирование профильных штампов с использованием методов конечных элементов, демонстрирующих преимущества в сниженной чувствительности к выходным скоростям, температурам и свойствам материала. Была разработана неизотермическая модель потока в сети (включая балансировку потока, эффекты боковых стенок и изменения размеров, которые происходят после выхода из фильеры), которая дала хорошие результаты. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования использовалось для изучения изменений в конструкции экструзионной головки для канализационных труб из ПВХ, что привело к улучшению производительности и качества продукции при незначительных изменениях. Для плоской листовой экструзии важными переменными являются контроль температуры, время пребывания и рационализация канала потока. Линии экструзии листов и пленок включают в себя охлаждающие и полировальные ролики.

Был сделан общий обзор экструзионного инструмента, охватывающий экономически эффективную двухнитевую экструзию, моделирование потока и охлаждения и гомогенизацию расплава. Формирование профиля достигается путём пропускания экструдата через ряд калибровочных матриц, которые охлаждают материал через контакт с металлическими стенками калибраторов. Вакуумные отверстия или пазы используются со стенками с водяным охлаждением для улучшения и поддержания размеров конечного продукта. Для экструдированных труб материал подбирается по размеру и затем охлаждается водой путём полного погружения. Влияние различных охлаждающих сред, использующих дифференциальное уравнение для теплопередачи, показало прямую связь между температурным профилем во время охлаждения и деформацией. Было смоделировано изгибание экструзии PVC-U, вызванное дифференциальной термической усадкой, связанной с различными скоростями охлаждения. Эффекты реверсии тепла в профилях PVC-U были определены как многоуровневый параметр, величина которого является сложной функцией ряда взаимосвязанных переменных. Более высокие скорости линии, без увеличения уровней реверсии, возможны, если учитывать разбухание матрицы.