Екструзія пластмас - це процес виробництва великого об'єму, в якому сировинна пластмаса плавиться і формується у безперервний профіль. Екструзія виготовляє такі вироби, як труби / трубки, ватербрюк , огорожі, колоди , віконні рами , пластикові плівки та плівка, термопластичні покриття та ізоляція дроту.
Цей процес починається шляхом подачі пластикового матеріалу (гранули, гранули, пластівці або порошки) з бункера в бочку екструдера. Матеріал поступово розплавляється механічною енергією, виробленою поворотними гвинтами та нагрівачами, розташованими вздовж бочки. Потім розплавлений полімер втягують у форму, яка утворює полімер у формі, яка твердне під час охолодження.
Історія
Екструзія труб
Перші попередники сучасного екструдера були розроблені на початку 19 ст. У 1820 році Томас Хенкок винайшов гумовий "мастикатор", призначений для відновлення оброблених гумових обрізків, а в 1836 році Едвін Чаффі розробив двошарову машину для змішування добавок у гуму . Перша термопластична екструзія була в 1935 році Пол Трестер і його дружина Ешлі Гершофф в Гамбурзі , Німеччина. Незабаром після цього Роберто Коломбо з ЛМП розробив перші екструдери з подвійним шнеком у Італії.
Процес
При екструзії пластмаси матеріал сирої сполуки зазвичай виявляється у вигляді перешкод (маленькі бусини, часто називають смолою), які гравитації подають із завантажувального бункера з верхнім шаром у стовбур екструдера. Часто використовуються добавки, такі як барвники та ультрафіолетові інгібітори (у рідкій або гранульованій формі) і можуть бути змішані в смолу до надходження до бункера. Процес має багато спільного з пластмасовим литтям з ін'єкцій з точки технології екструдера, хоча він відрізняється тим, що це зазвичай безперервний процес. Хоча pultrusion може запропонувати безліч аналогічних профілів у безперервній довжині, зазвичай з додаванням армування, це досягається шляхом витягнення готового продукту з плашки, а не екструдування розплаву полімеру через штамп.
Матеріал надходить через горловину живлення (отвір біля задньої частини ствола) і вступає в контакт з гвинтом. Обертаючий гвинт (зазвичай обертаючи, наприклад, 120 об / хв) змушує пластмасові кульки вперед у нагріті бочку. Необхідна температура екструзії рідко дорівнює встановленій температурі бочки внаслідок в'язкого нагрівання та інших ефектів. У більшості процесів нагрівальний профіль встановлюється для циліндра, в якому три або більше незалежних PID- регульованих зони обігріву поступово збільшують температуру стовбура ззаду (звідки пластик входить) до фронту. Це дозволяє пластмасові кульки плавно розтанути, коли вони проштовхуються через стовбур і знижують ризик перегрівання, що може спричинити деградацію полімеру.
Додаткове тепло відбувається через інтенсивний тиск і тертя, що відбуваються всередині бочки. Фактично, якщо екструзійна лінія виконує певні матеріали досить швидко, обігрівачі можуть бути відключені, а температура розплаву підтримується лише тиском і тертям всередині бочки. У більшості екструдери присутні охолодні вентилятори, щоб підтримувати температуру нижче встановленого значення, якщо утворюється надто велика кількість тепла. Якщо вимушене повітряне охолодження виявляється недостатнім, то використовуються кубики для охолодження.
Пластиковий екструдер відрізається наполовину, щоб показати компоненти
На передній частині ствола, розплавлений пластик залишає гвинт і проходить через екранний пакет, щоб видалити будь-які забруднювачі в розплаві. Екрани підкріплюються плитою (товста металева шайба з багатьма отворами, пробурені через неї), оскільки тиск у цій точці може перевищувати 5000 фунтів на квадратний дюйм (34 МПа ). Збірник скриньок / вимикача також служить для створення зворотного тиску в бочці. Тиск у зворотному напрямку потрібен для рівномірного розплавлення та правильного змішування полімеру, а також, скільки тиску генерується, можна «змінити» за допомогою зміни складу екрана (кількість екранів, їх розмір дроту та інших параметрів). Ця комбінована плита та екранна упаковка також усуває "обертальну пам'ять" розплавленого пластику, а навпаки створює "поздовжню пам'ять".
Пройшовши через вимикач, розплавлений пластик потрапляє в штамп. Місяць є тим, що дає кінцевому продукту свій профіль і повинен бути спроектований таким чином, щоб розплавлений пласт рівномірно виходив із циліндричного профілю до форми профілю продукту. Нерівномірний потік на даному етапі може призвести до появи небажаних залишкових напружень у певних точках профілю, що може спричинити деформацію при охолодженні. Можна створювати різноманітні форми, обмежуватись неперервними профілями.
Тепер продукт повинен бути охолодженим, і це зазвичай досягається шляхом витягування екструдату через водяну баню. Пластики дуже хороші термоізолятори, тому швидко важко охолонути. У порівнянні з сталлю , пластмаса відводить тепло 2 000 разів повільніше. У лінію екструзії трубки або труби герметична водяна баня діє за допомогою ретельно контрольованого вакууму, щоб ущільнювати знову утворену і ще розплавлену трубку або трубку. Для таких виробів, як пластмасова плівка, охолодження досягається за допомогою набору охолоджувальних валків. Для плівок і дуже тонких плівок повітряне охолодження може бути ефективним як початкова ступінь охолодження, як і при екструзії здувної плівки.
Пластикові екструдери також широко використовуються для переробки перероблених пластикових відходів або інших сировинних матеріалів після очищення, сортування та / або змішування. Цей матеріал звичайно видавлюється у нитки, придатні для подрібнення в гранули або осадку для використання як попередник для подальшої обробки.
Далі буде...
