ПЕРЕРАБОТКА ПЛАСТМАСС В ИЗДЕЛИЯ.

 

В технологии производства пластмассовых изделий можно выделить три стадии: предварительная подготовка сырья, получение изделий из бесформенной пластической массы, завершающая обработка.

 

3.1. Предварительная подготовка сырья

 

Методы предварительной подготовки обеспечивают улучшение технологических свойств перерабатываемого сырья, получение полуфабрикатов и заготовок (таблеток, гранул). К ним относятся: смешивание, вальцевание, таблетирование, сушка и предварительный подогрев, гранулирование.

 

 

Смешивание

 

Смешивание – один из важнейших методов приготовления полимерных композиций. Смешиванием получают смесь основного компонента – полимера и добавок к нему. Смешивание улучшает технологические свойства полимерной композиции и эксплуатационные (служебные) свойства изделий из неё. Если добавки вводят в полимер мелкими (порошкообразными) частицами, то в процессе смешивания надо обеспечить только их равномерное распределение по объёму полимера. Если добавки вводят в полимер крупными агрегатами (кусочки, комочки, гранулы), то на первой стадии смешения их надо раздробить, а на второй – равномерно распределить по объёму полимера. Смешение производят в жидкой фазе (основной полимер жидкий), в твёрдой фазе (перемешивают гранулы или порошки), в вязкотекучем состоянии (основной полимер в виде густой смолы). Смешение производят в смесителях, конструкции которых очень разнообразны.

 

Вальцевание

 

Вальцевание – процесс механической и тепловой обработки материалов с целью повышения их пластичности и гомогенности. Вальцевание осуществляется на валковых машинах, оснащённых двумя параллельно расположенными, вращающимися навстречу друг другу, полыми цилиндрами (валками). Процесс вальцевания заключается в многократном пропускании материала (смешиваемой массы) через зазор между валками. Вальцуемый материал подвергается интенсивному силовому воздействию, сопровождающемуся комплексом физических и химических процессов. Происходит его разогрев, перемешивание, гомогенизация.

 

Вальцевание служит не только для получения однородной массы пластичного материала. Оно применяется также для охлаждения материала, выходящего из смесителя, и придания ему удобной для последующей переработки формы (введение наполнителей, дробление, размол сырья). Вальцеванием получают не только полуфабрикаты, но и некоторые простые по форме изделия (листы, плёнку).

 

Таблетирование

 

Таблетирование – подготовка материала к последующему прессованию. Таблетированием получают одинаковые по массе, прочные таблетки заданной формы. Применение таблетированного сырья (пресс-порошков, волокнитов) повышает точность дозировки, уменьшает потери, сокращает время предварительного подогрева материала перед прессованием. Использование заготовок-таблеток позволяет уменьшить размеры загрузочных камер пресс-форм, сокращает продолжительность цикла прессования, улучшает условия труда.

 

Процесс таблетирования состоит из: подачи материала в матрицу, сжатия холодного материала в матрице пуансоном, выталкивания таблетки из матрицы и сбрасывания её в лоток. Порошкообразные реактопласты таблетируют на таблеточных машинах, волокнистые – на гидравлических прессах.

 

3.1.4. Сушка и предварительный подогрев

 

Сушка и предварительный подогрев порошков термопластов проводятся с целью повышения их сыпучести, удаления влаги и летучих веществ. Для сушки используют сушильные камеры, сушильные устройства турбинного типа, ленточные сушилки непрерывного действия.

 

Использование высушенного и предварительно подогретого сырья позволяет получать изделия с высокими физико-механическими свойствами и гладкой поверхностью. При этом устраняется зависание сыпучего материала в бункерных загрузочно-дозирующих устройствах, приводящее к колебаниям производительности прессующего оборудования и массы готовых изделий, перерасходу сырья.

 

Предварительный подогрев таблетированных реактопластов проводят непосредственно перед загрузкой их в пресс-форму с целью увеличения производительности и повышения качества изделий. Наибольшее распространение получил метод подогрева таблеток токами высокой частоты.

 

Гранулирование

 

Гранулирование применяют для получения из расплавленного полимера гранулированного материала (гранулята), удобного для переработки в изделия. Гранулят – сыпучий материал, состоящий из более-менее одинаковых по размерам и форме частиц-гранул. Гранулы могут иметь форму цилиндра, шара, куба, прямоугольной пластинки. Их оптимальный размер (несколько миллиметров) зависит от состава материала и способа получения изделия из него. Использование сырья в виде гранул упрощает его дозировку, стабилизирует работу и увеличивает производительность оборудования, улучшает условия труда, повышает качество изделий.

 

Переработка полимерного сырья в изделия

Экструзия термопластов

 

Экструзия – процесс получения непрерывного изделия постоянного поперечного сечения продавливанием расплава полимерного материала через формующий инструмент.

1 – материальный цилиндр; 2 – червяк; 3 – нагреватель; 4 – формующий инструмент; 5 – электродвигатель; 6 – редуктор; 7 – опорный узел; 8 – загрузочное устройство; Lз – зона загрузки; Lп – зона пластикации; Lв – зона выдавливания.

Рисунок 3. Схема одночервячного экструдера

 

Основной рабочий орган экструдера – материальный цилиндр 1. внутри которого вращается червяк 2. Загружается материальный цилиндр через загрузочное устройство 8, конструкция которого определяется исходным состоянием перерабатываемого материала. Формующий инструмент 4 является продолжением материального цилиндра. И формующий инструмент, и материальный цилиндр обогреваются нагревателем 3. Червяк получает вращение от двигателя 5 через редуктор 6. В экструдере, в направлении движения материала, выделяется три технологические зоны: L_з – зона загрузки, L_п – зона пластикации, L_в – зона выдавливания.

 

В процессе переработки исходный материал поступает из загрузочного устройства в материальный цилиндр и перемещается червяком к формующему инструменту. При движении в канале червяка материал уплотняется, расплавляется, из него удаляется воздух, в нём создаётся давление. Этим давлением подготовленный материал (расплав) продавливается через формующий инструмент. В формующем инструменте начинается охлаждение расплава. В результате получается непрерывное изделие, поперечное сечение которого повторяет выходное сечение формующего инструмента.

 

Экструзией могут быть переработаны практически все известные полимерные материалы и их композиции. Получаемые изделия очень разнообразны: листы, плёнки, трубы, профильные прутки, оболочки кабелей, проводов и многое другое.  

 

На рисунке 3 изображена схема экструдера горизонтальной компоновки (ось вращения червяка горизонтальна). Есть схема экструдера вертикальной компоновки (ось вращения червяка вертикальна, перерабатываемый материал движется сверху вниз). Диаметры червяков экструдеров колеблются от D_min = 20 мм до D_max = 500 мм. Производительность экструдеров от 3 до 20000 кг/час.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: