Plastics_12_1_2015

w w w . p l a s t i c s . r u 64 ТЕМА НОМЕРА /НАВСТРЕЧУ ВЫСТАВКЕ «ИНТЕРПЛАСТИКА-2016» П Л А С Т И К С № 1 2 / I ( 1 5 2 ) 2 0 1 5 Зона ввода древесной муки в полимерную матрицу (участок II). В процессе введения порошкообразного наполнителя в техноло- гическую зону экструдера попадает большой объем воздуха. Для деаэрации предназна- чены специальные отверстия, расположен- ные в цилиндре экструдера до и после зоны ввода наполнителя. Обычно производители компаундирующих экструдеров используют для этой цели комбинированные цилиндры длиной 4D. Установив комбинированные цилиндры длиной 6D, можно увеличить как пропускную способность устройства боковой загрузки, так и площадь деаэрационного от- верстия. Для случая введения в расплав полимера очень мелкодисперснойфракции наполните- ля разработан другой вариант модернизации данной зоны. Устройство бо- ковой загрузки ZSFE (участок III). По- дача натурально- го наполнителя в технологическую часть экструдера осуществляется че- рез двухшнековое устройство боко- вой загрузки ZSFE (рис. 3). Таким об- разом можно избе- жать повышенного износа зоны ввода и пластикации экс- трудера. Данный вариант позволяет также вводить в по- лимерную матрицу большое количество порошкообразного сы- пучего наполнителя. При этом скорость боковой подачи огра- ничивается объемом вводимого в экструдер компонента. Разработанное инженерами фирмы KraussMaffei Berstorff устройство ва- куумного компактирования наполнителя пе- ред его вводом в расплав полимера UltraFeed позволяет значительно повысить произво- дительность всего процесса, снизив при этом нагрузку на систему дегаза- ции экструдера. Графики зави- симости произво- дительности ком- паундирования от скорости вращения шнеков экструдера при использовании стандартного и модифи- цированного варианта устройства боковой загрузки (с UltraFeed) показывают при оди- наковых производственных условиях увели- чение производительности на 60%. Модифицированное устройство боковой загрузки с системой UltraFeed позволяет на- ращивать мощность линии до достижения критического значения температурырасплава (производительность около 300 кг/час). При этомнаблюдается повышение производитель- ностив более чем2,5разапо сравнениюс клас- сическим вариантом (примерно 115 кг/час). Экономическая эффективность модер- низированной линии отражается и в сниже- нии удельного энергопотребления (кВт/кг). В представленном примере этот показатель при прочих равных параметрах за счет ис- пользования системы UltraFeed составляет порядка 21%. Зона гомогенизации полимерной матрицы и наполнителя (участок IV). Такой класс напол- нителей, какнатуральные волокна, показывает хорошую устойчивость к механическому воз- действию. По этой причине в зоне гомогени- зации полимера и натурального наполнителя частоиспользуют дисковые смесительные эле- менты. Соднойстороны, дисковые смеситель- ные элементы, имеющие минимальный зазор между гребнем диска и стенкой камеры, обе- спечивают хорошеедиспергирующееидистри- бутивное смешение. С другой стороны, нату- ральные волокна наполнителя подвергаются в данномслучае большимсдвиговымнагрузкам, и, как следствие, происходит сильное повы- шение локальных температур в зоне высокого напряжения сдвига. Чтобы избежать терми- ческой деструкции натурального волокна, рекомендовано использовать смесительные элементы, не создающие высоких сдвиговых напряжений. Специалисты KraussMaffei Berstorff ис- пользуют для смешения термически чувстви- тельных компонентов специальные шнеко- вые элементы Multi Process (МР-элементы), обеспечивающие дополнительный эффект смешения в условиях низких сдвиговых де- формаций. Зона вакуумной дегазации экструдата (уча- сток V). Процесс экструзии ДПК без стадии предварительной сушки предъявляет особые требования к системе вакуумной дегазации. В процессе удаления большого количества низ- комолекулярного компонента через техноло- гическое отверстие недостаточной площади сильно возрастает скорость газового потока, что, как правило, приводит к образованию пены, попадающей в вакуумный канал и за- соряющей его. 350 300 250 200 150 100 50 0 С использованием UltraFeed Без использования UltraFeed 100 200 300 400 500 Производительность, кг/час Скорость вращения шнеков, 1/мин. 1 — режим 1, 115 кг/час, 250 мин. -1 , 0,1795 кВт/кг 2 — режим 2, 185 кг/час, 250 мин. -1 , 0,1425 кВт/кг 3 — режим 3, 300 кг/час, 450 мин. -1 , 0,1470 кВт/кг, достижение максимальной технологически разрешенной температуры расплава Рисунок3. Двухшнековое устройствобоковойзагрузкиZSFE Рисунок 5. Экструзионная линия с системой подводной грануляции для производства ДПК Рисунок 4. Зависимость производительности компаундирования от скорости вращения шнеков экструдера (экструдер ZE40R UTX, материал ПП+50% древесная мука, скорость вращения шнеков бокового питателя: nZSFE = 600 мин. -1 ) 1 2 3