Plastics_6_2015

w w w . p l a s t i c s . r u 14 ТЕМА НОМЕРА /ЭКОНОМИЧНЫЕ ЭКСТРУЗИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ П Л А С Т И К С № 6 ( 1 4 6 ) 2 0 1 5 Марочный ассортимент Одной из главных проблем предприятий, занимающихся выпуском труб, является до- стижение стабильности экструзии изделий, соответствующих нормам по геометрическим показателям, но с минимальными допусками, обеспечивающими экономию сырья. Другая проблема — ликвидация дефектов внешнего вида, часто обусловленных высокоэластиче- ским срывом течения расплава. Базовыемарки трубных полиэтиленов син- тезируются из этилена и сомономеров (чаще всего бутена, гексена и октена) на базе раз- личных каталитических систем и по разным технологическим схемам. Так, например, на мировом и российском рынках присутствуют базовые марки ПЭ-100, получаемые в виде суспензии, двухреакторным и однореактор- ным методами. Последний применяется, в частности, в Казани, причемпродуктыЗавода по производству и переработке полиэтилена низкого давления, входящего в состав ПАО «Казаньоргсинтез», завоевали более 40% рос- сийского рынка трубных марок ПЭ-100. ПЭНД разных марок имеет отличия в природе и распределении сомономеров по макромолекулам разной длины, а также по макромолекулярным характеристикам: молекулярно-массовому распределению (ММР), модальности ММР и средним моле- кулярным массам. Трубные композиции получают введением в базовые марки концентратов технического углерода, а также различных стабилизирующих систем. При компаундировании в результате протекания комплекса термомеханических и термоокислительных реакций происходят су- щественные, причем негативные, изменения макромолекулярных характеристик базовых марок—деструкцияи сшивка [3]. Балансмеж- ду этимитенденциямизависит от эффективно- сти стабилизирующих систем и конструктив- ных особенностейкомпаундирующей техники [4]. В итоге производители сырья поставляют нарынокбольшоечисломарок, отличающихся по своим параметрам [5]. Большая часть марок ПЭ-80 относится к унимодальным ПЭНД по форме ММР. ПЭ- 100, как правило, характеризуются как бимо- дальные и полимодальные ПЭНД. Впрочем, объявляемая модальность ММР отражает не толькофизическуюкартинумакромолекуляр- ной структуры, но и методику ее оценки. Так безрастворные релаксацион- ныеметодыпостроения спек- тров РДР высокого разреше- ния выявляют в экструзионных марках 3-5 мод релаксационных процессов [6]. Так называемые слабо сте- кающие марки ПЭНД отлича- ются высокой вязкостью и зна- чительным условно-равновесным модулем упругости расплава. Они предназначены для производства толстостенных труб и обеспечивают стабильность толщины стенки труб после формующего инструмента и до завершения охлаждения труб в ваннах трубных линий. Для экструзии труб сред- нихималыхразмеровоказываютсяпрактичнее трубные композиции общего назначения. Таким образом, производителям труб Рос- сии доступно значительное число марок сы- рья, отличающихся по структуре, свойствами, следовательно, перерабатываемости. Количе- ственнымориентиромдля них служит показа- тель текучестирасплава (ПТР), указываемый в сопроводительной документации на ПЭНД. Показатели течения расплава ПТР, с известными оговорками, харак- теризует вязкость расплава и среднюю мо- лекулярную массу. Принято считать [7], что единственное значение показателя, по- лучаемое в процессе измерения ПТР, невы- сокая точность и воспроизводимость, несо- ответствие условиям переработки являются недостатками анализа сырья путем контроля только ПТР. Оптимальную область техноло- гических параметров переработки конкрет- ных марок ПЭНД и области применения технологи трубных производств вынуждены определять на практике, затрачивая большие объемы сырья. Особенно большие проблемы и, соответ- ственно, затраты на «коррекцию» сырья воз- никают при изменении пластика в непрерыв- ном технологическом процессе производства, если заменяемая марка имеет существенные структурные отличия, не получившие адек- ватного отражения в величине ПТР. Кроме изменений геометрических размеров труб при смене сырья технологисталкиваются споявле- нием недопустимых дефектов внешнего вида. Для прогнозирования подобных явлений не- Производство трубных полиэтиленов в России постоянно растет [1, 2]. Однако несмотря на это, объемы и ассортимент марок ПЭНД, выпускаемых в России, не удовлетворяют всех потребностей трубной отрасли. Поэтому в производстве труб наряду с отечественным сырьем используется целый ряд пластиков зарубежного производства. Между тем с появлением на рынке новых марок перед переработчиками возникают новые проблемы. По мнению автора статьи, исследования течения расплавов на основе ПЭ дают новые возможности интенсификации процесса экструзии Владимир КИМЕЛЬБЛАТ, д.т.н., профессор Казанского национального исследовательского технологического университета Интенсификация процесса экструзии