Plastics_11_2012

ТЕХНОЛОГИИ П Л А С Т И К С № 1 1 ( 1 1 7 ) 2 0 1 2 w w w . p l a s t i c s . r u 63 экструдера, существенно улучшая процесс экструзии, снижая нагары и уменьшая об- разование гелеобразных включений. Напри- мер, покрытие поверхности металла слоем фторполимера, не совместимого с основным полимером, предотвращает налипание окис- ленного расплава полимера на дорн и филье- ру, сокращает время пребывания расплава в экструзионной системе. Обычно производители сырья вводят ми- нимально необходимое количество добавок, чтобы не увеличивать неоправданно цену на сырье, и рекомендуют при необходимости вводить дополнительное количество добавки, облегчающей переработку полимеров. Такие добавки способны выталкивать окисленные, даже обугленные массы со стенок экструде- ра и формующей головки. При переходе на сырье с процессинговыми добавками в про- изведенной пленке возможно появление гелеобразных включений из-за того, что фторполимерные добавки пластифицируют и помогают вымывать уже сшитые и окис- ленные полимерные агломераты и нагары с поверхности шнека и каналов в головке. Некоторые компоненты «секретных» ре- цептур полимерных композиций, особенно соотношение вторичного сырья в смеси, су- щественно повышают вероятность гелеобра- зования независимо от степени изношенно- сти экструдера и конструкции шнека. Характерная особенность вторичного сырья заключается в том, что оно уже было пропущено через экструдер и в нем имеется немало первичных частиц с кислородсодер- жащими функциональными группами. Мо- лекулы вторичного сырья уже «подросли» на стадии предыдущей экструзии и способны почти сразу начать цикл самодеструкции, об- разуя гелеобразные включения. В такой ситу- ации предпочтительнее совсем отказаться от вторичного сырья в составе композиции или, по крайней мере, уменьшить его процентное содержание до концентрации, не ведущей к появлению гелеобразных включений. Тонкости процесса При обнаружении в пленке гелеобразных включений целесообразно проверить после- довательность выполнения производствен- ной программы на экструзионной линии. Например, если вначале перерабатывает- ся полимер с большей вязкостью, а вслед за ним полимер с меньшей вязкостью, обычно второй полимер просто не может полностью вытеснить предыдущий, который еще долго задерживается в некоторых местах, налипая на стенки цилиндра экструдера или экстру- зионной головки. Гелеобразные включения, так или иначе образующиеся из-за деструкции и сшивки, появлению которых способствуют излиш- ний подвод энергии к полимеру, слишком сильный нагрев и сдвиговые нагрузки, про- должительное время воздействия высокой температуры в экструдере очень быстро фор- мируются в присутствии кислорода. Очевидное корректирующее воздействие для их устранения — уменьшение доступа кислорода к расплаву во время экструзии. Когда происходит сжатие термопласта в межвитковом пространстве шнека с опти- мальной конструкцией, воздух, поступаю- щий с гранулами, уходит через зазоры между ними и не захватывается расплавом. Для обеспечения хорошей гомогенности расплава полимер в зоне пластикации шне- ка должен образовать твердую уплотненную плавящуюся «пробку». Интенсивные сдви- говые напряжения в этой зоне винтового канала создают «перетирание расплава» и обеспечивают однородность плавления и перемешивания. При правильном режиме пластикации в зоне дозирования весь по- лимер оказывается только в расплавленном (вязкотекучем) состоянии и не содержит твердых частиц. Идеально, когда в загрузочной зоне шне- ка сплошной слой твердых частиц занимает весь объем канала, а затем, по мере того как материал расплавляется, сплошной слой твердых частиц плавится, а позади него на- чинает формироваться зона расплавленного полимера. В винтовом канале шнека с неудачной конструкцией ширина сплошного слоя твердых частиц не уменьшается непрерыв- но и прогнозируемо, а даже увеличивается и отжимает расплав в канале, что приво- дит к нестабильности, из-за чего сплошной слой твердых частиц разбивается, и возни- кают пульсации гидравлического давления и скорости потока. При этом твердые частицы полимера обволакиваются расплавом, в ре- зультате они не подвергаются необходимо- му напряжению сдвига для расплавления и смешивания должным образом. После остановки экструзионной линии появляется возможность диффузии кислоро- да в расплав, находящийся в выходном кана- ле фильеры, поэтому нужно всегда оставлять часть выдавливаемой расплавленной массы на лицевой поверхности формующей голов- ки, чтобы закрыть «шапкой» затвердевшего расплава выходную щель экструзионной головки, не допуская попадания расплава в канал для выхода воздуха, раздувающего пленочный рукав. Фото Ineos