Plastics_5_2024

П Л А С Т И К С № 5 ( 2 4 4 ) 2 0 2 4 w w w . p l a s t i c s . r u 36 ТЕХНОЛОГИИ возможности соответствующей скорости пластикации в зоне сжатия). На рис. 2 показана зависимость между произво- дительностью и коэффициентом трения. При низком показателе коэффициен- та трения скорость перемещения грану- лята резко меняется при небольших из- менениях коэффициента трения. Процесс является статистически неуправляемым, даже небольшие изменения условий процесса либо в загрузочной горлови- не, либо в зоне 1 экструдера могут при- вести к существенным различиям в про- изводительности. Кроме того, высокий коэффициент трения между полимером и шнеком приводит к так называемому переплавлению или пробке из расплава (полимер, расплавленный в зоне одного или нескольких витков в зоне подачи, который блокирует дальнейшую транс- портировку материала). Таким образом, возможны три сле- дующих варианта перемещения гранул внутри экструдера: — гранулят подается не в осевом на- правлении, а по траектории вращения вокруг шнека. В этом случае силы тре- ния между гранулятом и шнеком намного больше, чем силы трения между грануля- том и цилиндром; — гранулят подается исключительно в осевом направлении и не вращается вместе со шнеком. В этом случае силы трения между цилиндром и гранулятом намного больше, чем силы трения меж- ду гранулятом и шнеком. Такой вариант возможен только при использовании ци- линдрических экструдеров с канавками и только в том случае, если геометрия канавок позволяет полностью предот- вратить круговое перемещение; — гранулят перемещается в осевом направлении, но также имеет место вращательное движение. Этот вариант обычно применяется на практике. Гра- нулят подается в осевом направлении, но при этом по-прежнему движется по круговой траектории. Таким образом, гранулы перемещаются по спиральной траектории от входного отверстия экс- трудера к фильере. Возможны несколько вариантов ис- полнения геометрии канавок (рис. 3). В научных публикациях нет единого мнения о том, какой вид канавок более эффективен для экструзии. Для более жестких и тугоплавких материалов, таких как полиамид, рекомендуется ис- пользовать осевые канавки закруглен- ного профиля максимальной глубиной 0,5 мм (для шнека диаметром 60 мм). При превышении этих параметров на- блюдается резкий рост нагрузки на при- вод экструдера. Для материалов, менее чувствительных к напряжению сдвига, таких как полиолефины, предполагает- ся применение более глубоких и менее сглаженных канавок. Для повышения эффективности при- меняется комбинация последовательного размещения спиральных и осевых кана- вок. Суммарная длина такой зоны может составлять 2-4D (рис. 4). Рисунок 3. Варианты геометрического исполнения канавок Рисунок 5. Изменение давления по длине материального цилиндра Рисунок 4. Суммарная длина зоны цилиндра со спиральными и осевыми канавками может составлять 2-4D 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Коэффициент трения Спиральные канавки Осевые канавки Гладкий цилиндр Давление Длина Обычный гладкий цилиндр 2-4D Рифленая зона загрузки Фильера 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Производительность, усл. ед. 6 5 4 3 2 1 0 Коэффициент трения Спиральные канавки Осевые канавки Гладкий цилиндр Давление Длина Обычный гладкий цилиндр 2-4D Рифленая зона загрузки Фильера