Plastics_6_2014

ТЕМА НОМЕРА /ПЛЕНКИ, ТРУБЫ, ПРОФИЛИ П Л А С Т И К С № 6 ( 1 3 5 ) 2 0 1 4 w w w . p l a s t i c s . r u 48 — значением температурного градиента (T1-T2) между теплоносителем T1 и пере- рабатываемым материалом T2 . Математически это выражается следую- щим образом: Q ~ λ × (T1-T2)/h. Процесс переработки может протекать по двум схемам. Первый вариант подразумева- ет передачу энергии при большом значении температурного градиента. В этом случае параметры термического воздействия могут контролироваться за счет подбора длитель- ности выдержки в зоне нагрева/охлаждения и площади контактных поверхностей. При этом на конечную температуру перерабаты- ваемого материала оказывают влияние сразу несколько факторов, так что стационарное состояние может быть достигнуто только после тщательной оптимизации. Изменение скорости подачи сразу же приведет к откло- нению температуры материала от заданного значения. Во втором случае выбранная температура термостатирующей среды очень слабо или вообще не отличается от температуры мате- риала. Тогда теплопередачу будут определять такие неизменные параметры, как теплопро- водность материала цилиндра и толщина стенки. Теплопередача будет продолжаться до достижения температурного равновесия T1-T2=0 , которое представляет собой квази- стационарное состояние. Для обеспечения таких параметров необходимо, чтобы мате- риал находился в зоне переработки в течение достаточного времени. Кроме того, стенки цилиндра должны быть достаточно тонкими, чтобы теплообмен был эффективным. В обоих случаях особенности ПВЭ дают определенные преимущества: — большая площадь контактных поверх- ностей обеспечивает равномерное распреде- ление температуры материала; — сравнительно малая толщина стенки, достигнутая за счет особых конструкторских решений, позволяет отделить термостати- рующие среды в цилиндре и центральном шнеке от перерабатываемого материала, но обеспечить при этом эффективный тепло- обмен. Таким образом, устраняются точки с очень высокой или низкой температурой, которые могут привести к разложению, по- вышению вязкости или даже затвердеванию материала. Благодаря использованию новых техно- логий для того, чтобы выдержать внутреннее давление в экструдере, достаточно стенок толщиной всего 2-3 мм, тогда как ранее ми- нимальное значение этого показателя со- ставляло 13 мм (рис. 3). За счет больших возможностей в плане нагрева и охлаждения в отличие от других ти- пов экструдеров ПВЭ может повышать тем- пературу материала не только посредством трения и сдвиговых усилий, создаваемых с помощью механического привода. Из этого следуют некоторые особенности ПВЭ: — требуемая мощность привода обычно меньше, чем в случае с экструзионным обо- рудованием другого типа; — упрощается компенсация возникаю- щих отклонений температуры от заданного значения; — имеется возможность точной настрой- ки параметров температуры независимо от реологических характеристик материала. Модульная конструкция На центральный шнек ПВЭ может уста- навливаться до 8 отдельных планетарных мо- дулей [3] диаметром от 50 до 650 мм и длиной от 400 до 1400 мм, которые крепятся друг к другу при помощи фланцевых соединений (рис. 4). В то время как центральный шнек за- действован во время всего технологического процесса, каждый отдельный модуль может Рисунок 3. Уменьшение толщины стенок цилиндра современных ПВЭ Предыдущие модели Современные модели Типоразмер Толщина стенки S в предыдущих моделях, мм Толщина стенки S в современных моделях, мм 70 13,0 2,5 150 14,5 3,3 250 15,0 4,0 Модуль 3 Измерение температуры и давления Возможность впрыска Круглая фильера Модуль 2 Модуль 1 Загрузочный блок Рисунок 4. Схема ПВЭ с несколькими модулями