Plastics_12_2011

ТЕХНОЛОГИИ П Л А С Т И К С № 1 2 ( 1 0 6 ) 2 0 1 1 w w w . p l a s t i c s . r u 108 зии и, соответственно, получить пленки с более высоким качеством. Механическая прочность цилиндра с рифленой втулкой в зоне загрузки должна быть достаточно высокой, чтобы восприни- мать увеличенное давление при запуске до 100-150 МПа, поэтому рифленые втулки в зоне загрузки обычно изготавливают из из- носостойкого карбида вольфрама. Давление в конце рифленой втулки в зоне загрузки часто выше, чем давление в экструзионной головке — таким образом, работа шнека нечувствительна к давлению в экструзионной головке. Напротив, чтобы увеличить производительность экструде- ра с гладким цилиндром в зоне загрузки с противодавлением в экструзионной головке 20-30 МПа, необходимо повышать скорость вращения шнека. Такой экструдер чрезвы- чайно чувствителен к противодавлению в экструзионной головке, величине зазора между гребнем витка шнека и цилиндром, температурному режиму и вариации свойств даже одной и той же марки сырья. Однако экструдер с гладким цилиндром в зоне загрузки работает даже лучше, чем экструдер с рифленой втулкой, когда пере- рабатывается смесь из нескольких полиме- ров, сырье с низкой объемной плотностью, а также вторичное сырье с разными размерами частиц и разным количеством в смеси. При каждом запуске узлы экструдера под- вергаются повышенным нагрузкам и износу, поэтому во время запуска необходимо по- стоянно контролировать давление расплава и нагрузку на электродвигатель (нагрузку на опорный подшипник экструдера). Эти показатели имеют некоторые критические значения, превышение которых может при- вести даже к повреждению и к сокращению срока службы экструдера. При повышении производительности экструдера увеличивается вклад сдвиговых деформаций и сил трения между полимер- ными гранулами, начинает увеличиваться температура расплава в цилиндре за счет тепла, выделяемого при трении частиц друг о друга, поверхность шнека и цилиндра. Мощность, развиваемая электропри- водом, компенсирующая сопротивление провороту вала шнека, затрачивается на преодоление трения полимера о стенки цилиндра и поверхность шнека, на сдвиг расплава в кольцевом зазоре между шнеком и цилиндром и на увеличение давления в расплаве. Важно помнить, что, независимо от вы- бранной конструкции, шнек и цилиндр ра- ботают эффективно только совместно с экс- трузионной головкой, у которой правильно подобраны геометрические размеры каналов и, соответственно, оптимизирован перепад давлений расплава. Кстати говоря, утверждения об оптималь- ных теоретических расчетах эффективного шнека очень далеки от практики, обычно удачные конструкции шнеков — это ре- зультат многочисленных практических экс- периментов машиностроителей, а расчетные модели позже подгоняются к уже готовому и опробованному шнеку. Подготовка и подача сырья В чистом виде полимеры никогда не пе- рерабатываются, на практике обязательно используют композиции, состоящие из 2 и более компонентов. Современные технологии синтеза обеспе- чивают все большую однородность исходных полимеров, производители добиваются высо- кой стабильности новейших марок сырья по молекулярно-весовому распределению, плот- ности и показателю текучести расплава. Вместе с тем переработчики эту одно- родность грубо нарушают, смешивая иногда трудносовместимые компоненты, вносящие в композицию нестабильность. Чистые по- лимеры модифицируют, добавляют к ним вторичное сырье, суперконцентраты кра- сителей, наполнители, скользящие или антиблокирующие добавки, стабилизаторы, антистатики, процессинговые добавки. Свя- зано это с необходимостью придания произ- водимым пленкам определенных свойств. Практически подтверждено, что поли- мерная композиция, попадающая в экстру- дер — это самокорректирующаяся систе- ма, она перемешивается тем интенсивнее, чем больше различия в составе и вязкости компонентов. Однородная подача шнеком во многом зависит от равномерного «про- сыпания» твердых гранул через загрузочное отверстие, от того, насколько гранулы одно- родны по размерам и по свойствам поверх- ности, а также от равномерности перемеши- вания загружаемой в экструдер полимерной композиции. Поэтому стратегическая цель всех опера- ций по подготовке экструзионной компо- зиции — обеспечение максимальной одно- родности перед ее переработкой, и контроль сырья на всех стадиях процесса должен быть самым жестким. Начиная со склада, куда сырье поставля- ется в мешках на палетах, в кубических или восьмигранных картонных коробах и в мяг- ких контейнерах из тканого полипропилена, обязательно должен применяться принцип