Разумные значения давления эксплуатации Это в значительной степени зависит от того, какой продукт экструдируется. Большинство промышленных экструдеров могут выдерживать, по крайней мере, 100 MПa внутри цилиндра и, по крайней мере, 60 MПa на головке, но производитель оборудования должен указывать такие пределы в рамках спецификаций оборудования. Необходим более высокий предел допустимого давления для цилиндра из-за возможности создания пикового давления, о котором говорилось выше. На практике риск разрыва цилиндра невысок, поскольку обычно используемая сталь достаточно эластична для расширения и даже ползучести при высоком давлении: зазоры шнека увеличиваются, и производительность снижается, причина возникновения высокого давления, таким образом, устраняется. Внутреннее покрытие цилиндра, как правило, представляет собой твердый сплав с толщиной около 1.5 мм, он менее эластичен, и в нем могут образовываться продольные трещины, если оно будет находиться под воздействием высокого давления длительное время. Иногда их можно обнаружить и при визуальном осмотре. Это может не иметь особого значения, если производительность в оборотах в минуту не снижается. Эту переменную необходимо постоянно измерять для контроля износа и увеличения соотношения шнека и цилиндра. Если же производительность в оборотах в минуту не падает существенным образом, износ и увеличение не имеют особого значения, и их можно чаще всего игнорировать. При реальном промышленном производстве давление расплава (сопротивление) зависит в значительной степени от того, какие смолы используются, и, особенно, от того, какая продукция производится (конструкция шнека и отверстия выходной щели головки экструдера). Очень вязкие смолы такие как ABS, UPVC и HDPE фракционного плавления, будут давать более высокие значения давления, чем менее вязкие, такие как полистирол, PET, PP и некоторые LDPE. Линейный полиэтилен низкой плотности уникален, поскольку у него меньшее воздействие истончения сдвига, он, таким образом, дает больше теплоты трения и более высокие значения давления, чем обычный LDPE. Что же касается воздействий со стороны продуктов, большие поверхности, такие как стержни, тяжелые листы и головки для компаундировния с множеством отверстий, дают относительно низкое сопротивление, и давление расплава при чистых сетках может быть всего 6-10 MПa на наконечнике червяка. Более мелкие профили и более тонкие листы обычно дают 10-25 MПa, а небольшая изоляция провода может давать до 50 МПа и более. Головки для экструзии пленки, со своими спиральными изгибами, которые используются для получения однородности толщины, могут давать до 25-40 МПа, и, поскольку температуры расплава так часто управляют производительностью, должен существовать компромисс между однородностью толщины пленки и давлением. Головка с более низким давлением может позволить осуществлять более быстрое производство, но, если толщина не однородна, будет избыточный расход материала (слишком толстый) или же будет риск появления брака (слишком тонкий). Помимо изменений от колебания шнека, о котором говорилось выше, давление должно изменяться очень незначительно -- +/- 1% в головке это уже много, и такое изменение обычно имеет место. Обычные сочетания датчиков и дисплеев не могут показывать более мелких изменений, и существует очень немного линий, которые снабжены дорогостоящими датчиками, которые могут давать более точные показания (т. е. менее 10 фунтов на кв. дюйм = 0.07 МПа). Давления является зависимой переменной, и им почти никогда не управляют, за исключением случаев с использованием шестеренных насосов, где меняется скорость движения шнека для того, чтобы обеспечить достаточное заполнение насоса (подшипники смазываются расплавом). Также при использовании экструдеров с зоной отсоса, иногда можно видеть задвижку, установленную после сеток, чтобы быть уверенным, что возможно большей части второго этапа будет обеспечено заполнение, но не настолько, чтобы это вызвало экструзию через зону отсоса. Наиболее широко применяемым способом управления давлением является замена сеток, т. е. использование сетчатого уплотнителя более тонкого или более грубого. При этом степень загрязнения действительно занимается управлением, здесь все же имеется изначально присущий недостаток отсутствия стабильности – по мере того, как загрязнение увеличивается, также увеличивается и давление. Тем не менее, это недорогой, обратимый и иногда быстрый способ достижения баланса между смешиванием и температурой расплава, который может быть необходим. Воздействие давления расплава на свойства продукта Это воздействие не носит прямого характера, поскольку расплав не “запоминает” своего давления после выхода из головки экструдера. Тем не менее, поскольку давление влияет на смешивание и температуру расплава, эти параметры могут влиять и на свойства продуктов: недостаточное смешивание может влиять на внешний вид (натеки, комковатая поверхность, непрочность продукта), а избыточная температура может повлечь за собой деградацию продукта и проблемы с охлаждением и размерностью. www.newchemistry.ru |
