Plastiks_9_1_2013

w w w . p l a s t i c s . r u 38 ТЕМА НОМЕРА /ТРЕНДЫ В ТЕХНОЛОГИЯХ ПЕРЕРАБОТКИ П Л А С Т И К С № 9 / I ( 1 2 7 ) 2 0 1 3 Прямая экструзия высоконаполненных ПК Особенности метода По разным оценкам сферы применения тех- нологии прямой экструзии можно разделить на следующие сегменты: 30 процентов приходится на производство ДПК, 20 процентов — изде- лий из минералонаполненных полиолефинов, 10 процентов — на экструзию ПЭТ-листа и волокна, 10 процентов — акрилового листа, а остальные —на производство уникальных про- дуктов. Например, данный метод переработки используется в таких «экзотических» областях, как экструзия электродов литиевых батарей, в которых в качестве связующего выступает фтор- полимер, а в качестве наполнителей — углерод и оксиды металлов. В настоящее время основными причинами развития данного направления являются воз- можность в процессе получения продукции ре- гулировать свойства изделия введением добавок и наполнителей, уменьшение затрат электро- энергии на переработку, снижение стоимости сырьевых ресурсов. Как правило, линии прямой экструзии вклю- чают в себя либо модифицированный двухшне- ковый экструдер — компаундер, либо состоят из компаундирующего экструдера, совмещенного с оборудованием,позволяющимполучатьконечное изделие. Внастоящее время процесс прямой экс- трузии используется в получении листов, воло- кон, пленки, труб, литьевых изделий, рециклинге полимерных отходов. Основной сложностьюпри конструированиилиниипрямойэкструзииполи- меров является достижение оптимальной смеси- тельной способностиоборудования в сочетании с возможностьюсоздания высокого и стабильного давления расплава, необходимого для экструзии конечного изделия. От двух стадий к одной Ярким примером перехода от многостадий- ных процессов переработки к прямой экструзии является развитие технологии получения изде- лий из ДПК. Попытки произвести профильное изделие из древесно-полимерного композита были предприняты еще в 80-е годы ХХ века. За основу была взята на тот момент успешно применяющаяся технология производства по- липропиленового листа, наполненного древес- ной мукой. Постэкструзионное оборудование листовой линии было заменено на традицион- ный «хвост» линии по производству профиля. Разумеется, низкая смешивающая способность экструдера с противоположно вращающимися шнеками не могла удовлетворить требования к качеству конечного изделия. В результате не- равномерного распределения компонентов по объему материала терялись такие уникальные характеристики изделий, как влагостойкость, устойчивость к микроорганизмам, появлялась нестабильность свойств [1]. Решение указанных проблем было найдено в применении технологии многостадийной экс- трузии. Этот процесс подразумевает две или три технологические стадии: — смешение исходных компонентов в вы- сокоскоростном смесителе (присутствует не всегда); —производство гранулированного древесно- полимерного композита; — последующая переработка ДПК-гранул в изделия. Было разработано множество вариантов данной технологии (например, некоторые про- изводители использовали двухстадийное сме- шение — «горячее» и «холодное»); появились различные модификации экструдеров для про- изводства гранул: с конусными и параллельны- ми шнеками, встречного и противоположного вращения. Гораздо проще дело обстояло с оборудовани- ем, предназначенным для производства изделий из гранул. В большинстве случаев применялись двухшнековые экструдеры с противоположно вращающимися шнеками, поскольку именно они обеспечивают постоянное давление рас- плава, а следовательно, стабильность процесса экструзии. Правда, некоторые производители оборудования предлагали использовать для этой цели простейшие одношнековые экстру- деры [1]. Метод двухстадийной экструзии позволил удовлетворить требования к качеству изделий, но при этом возникал ряд других проблем — как производственного, так и экономического характера. Многостадийная технология про- изводства влечет за собой увеличенное потре- бление электроэнергии, большие расходы на обслуживающий персонал и необходимость в больших производственных площадях. Все это значительно влияет на стоимость конечной продукции. В результате продукция из ДПК не может конкурировать в цене с традиционными деревянными изделиями. Это главная причина, по которой долгое время изделия из древопла- Метод прямой (одноступенчатой) экструзии подразумевает получение готового изделия (профиля, листа, пленки, трубы) при однократной термопереработке исходных компонентов, к которым относятся полимеры, добавки и наполнители. Технология прямой экструзии не предусматривает этапа предварительного гранулирования и позволяет получить изделие за один цикл. Хотя за последние десять лет сфера применения линий прямой экструзии и компаундирования существенно расширилась, в настоящее время они не имеютширокого распространения по сравнению с другим экструзионным оборудованием Иван ПИЩУЛИН, технолог ООО «Нормат»