Plastics_4_2014

ТЕМА НОМЕРА /УПАКОВКА: ОТ ПРОСТОГО К СЛОЖНОМУ П Л А С Т И К С № 4 ( 1 3 3 ) 2 0 1 4 w w w . p l a s t i c s . r u 38 экструзии распла- ва полимера через плоскощелевую формующую го- ловку с последу- ющим быстрым его охлаждением. В отличие от ру- кавных пленок ширина плоских пленок ограниче- на шириной го- ловки. Технологические линии получения плоских пленок различаются по способу охлаждения экструдата: охлаждение может производиться воздушно-контактным способом на металличе- ских валках и с помощью водяного охлаждения экструзией в водяную баню (рис. 4 и 5). В первом случае расплав попадает на по- лированную поверхность вала и охлаждается, перемещаясь вместе с ней при вращении вала. Во втором— расплав попадает в холодную воду и, проходя через нее, быстро охлаждается. Питание го- ловки (рис. 6) расплавом мо- жет осущест- в л я т ь с я к а к перпендикуляр- но, так и парал- лельно осишне- ка экструдера. Однако угловая головка позво- ляет достичь большей равномерности истечения расплава и, как результат, повысить равнотолщинность получаемой пленки. При производстве плен- ки из полимера с повышенной вязкостью ис- пользуют головки с вспомогательным шнеком в коллекторе с двухнаправленной нарезкой. В процессе производства пленки плоско- щелевым способом экструдер подает расплав через фильтр, необходимый для задержки по- сторонних частиц и загрязняющих включений, в плоскощелевую фильеру, равномерно рас- пределяющую поток расплава по всей ширине охлаждающего барабана, вращающегося в во- дяной ванне с температурой воды 50-70°С, или приемно-охлаждающих валков. Для получения плоских пленок расплав, ко- торый поступает из материального цилиндра экструдера, должен быть максимально гомо- генизированным и тщательно отфильтрован- ным. Поэтому для экструзии плоских пленок используют шнеки с минимальной глубиной нарезки, повышенной степенью сжатия и уд- линенной зоной дозирования. В процессе экструзии очень большое значе- ние имеет равномерность температуры распла- ва на выходе из материального цилиндра и по всей ширине головки, поскольку в противопо- ложном случае получаются потоки расплава с разной вязкостью, что является причиной раз- нотолщинности пленки и анизотропии свойств вследствие разных скоростей течения, ориен- тационных напряжений и скоростей кристал- лизации. Вследствие этого необходим строгий контроль температуры нагревателей по всей ширине головки. Кроме того, выравниванию температуры при экструзии способствует интенсивная цир- куляция расплава в зоне дозирования и повы- шение сопротивления на выходе из цилиндра при течении расплава сквозь большой пакет тонких сеток (фильтров), а также сквозь щель головки. В связи с этим профиль щели в со- временных технологиях рассчитывают на ком- пьютере с использованием данных толщины по ширине пленки, скорости приема, темпе- ратурных и реологических характеристик рас- плава. С помощью программного обеспечения происходит и дистанционное регулирование профиля щели экструзионной головки. Хороший эффект равномерности распро- странения давления по ширине головки дости- гается в головках со сложным профилем типа «рыбий хвост». Окончательно толщина пленки формиру- ется на промежутках валка, когда материал в вязкотекучем состоянии подвергается вытяж- ке, обусловленной скоростями приема пленки (задается вращением тянущих валков) и экс- трудирования расплава. Производительность процесса изготовле- ния плоских пленок очень высокая, скорость приема пленки может достигать 160 м/мин. Для уменьшения перепада давления и на- пряжений сдвига процесс экструзии ведут при максимально повышенной температуре, огра- ниченной только термостойкостьюконкретного полимера. В таком случае уменьшается вязкость расплава. Кроме того, повышение температуры способствует образованию более прозрачных пленок, поскольку при быстром охлаждении сформированного полотна из расплава образу- ется менее упорядоченная, аморфизированная надмолекулярная структура полимера с мень- шей концентрацией внутренних напряжений. В таблице 1 представлены ориентировочные режимы изготовления пленок плоскощелевым методом. Причины дефектов При высокой скорости экструдирования между расплавом и охлаждающим валом может захватываться воздух, что приводит к появле- Рисунок 4. Производство пленки способом плоскощелевой экструзии с воздушно-контактным охлаждением Рисунок 5. Производство пленки способом плоскощелевой экструзии с водяным охлаждением Рисунок 6. Плоскощелевая головка