Зона сжатия поддерживает процесс пластификации путем того, что осуществляется дальнейшее уплотнение агломерата и возрастает обратное давление в направлении зоны пластификации. В результате этого давления усиливается обратный поток смеси через зазор обоих шнеков. Кроме того зона сжатия служит уплотнением перед зоной дегазации. Функция зоны дегазации в удалении из пластифицированного (агломерированного) пластического материала газообразных включений и захваченного воздуха. Для этой цели шаг винтовой линии в этой зоне увеличен, в результате чего пространство между витками шнеков здесь заполнено лишь на 60 - 80% и для процесса дегазации образуется большая поверхность. Весьма важно, чтобы пластический материал проходил эту зону в требуемом агрегатном состоянии. В результате слишком слабой или неравномерной предварительной пластификации может иметь место всасывание порошкообразного ПВХ. В случае же слишком сильной пластификации газообразные включения могут захватываться расплавом и в связи со слишком большой вязкостью ПВХ больше уже не смогут быть отсосаны. После зоны дегазации пластический материал в зоне выхода проходит окончательную пластификацию и в нем создается достаточное давление для продавливания через фильеру. При этом по возможности не должно происходить дальнейшего подвода энергии, а осуществляться лишь уплотнение агломерата (начинающего пластифицироваться материала) до однородной массы. В этой зоне почти всегда необходимо осуществлять отвод энергии через охлаждение цилиндра, чтобы не происходило перегрева расплава в результате трения. Избыток тепловой энергии отводится от острия шнека и подается в то место, где материал должен нагреваться. У острия шнека межвитковое пространство должно быть заполнено полностью и создаваться определенное высокое давление. По сравнению с другими термопластическими материалами процесс агломерации порошкообразного ПВХ является важным компонентом процесса пластификации. Порошкообразная сухая смесь ПВХ (dry blend) не может быть расплавлена без механического сдвига (резания). Лишь в результате достаточного предварительного разогрева и подвода механической энергии из порошкообразного сырья образуется однородный (гомогенный) продукт. Одновременно с этим необходимо, однако избегать подвода слишком большой механической энергии через резание, чтобы не происходило повреждение полимеров через локальный перегрев, приводящий к термическому их повреждению. Это проявляется в виде появления желтого или даже коричневого оттенка в результате расщепления хлора и выхода его из ПВХ. Конфигурации самих шнеков (форма витков и междувиткового пространства и т.п.) могут быть самыми различными - практически у каждого изготовителя шнеков они свои. Главная задача здесь - создать необходимое давление для сдвига материала. Процесс сдвига, возникающий из-за того, что вместе с вращением шнека в массе возникают усилия сдвига, еще не достаточен для хорошей пластификации. Поскольку у острия шнека требуется большое давление и определенный обмен между соседними камерами, то в зоне выхода в основном отказываются от принудительного продвижения массы и создают витки с хорошими зазорами. В этом случае можно создать давление в обратном направлении и сдвиг будет больше. Если расплав неоднороден и недостаточно подвергнут процессу сдвига, то экструдат может быть ломким. Высокие требования предъявляются к приводам экструдеров. Мощность его определяется произведением числа оборотов на момент вращения. А поскольку скорость вращения не может быть слишком высокой, иначе ПВХ будет слишком “перемолот”, то нужно повышать момент вращения, в результате чего привод, с одной стороны, должен быть очень мощным, но, с другой стороны, вписываться в очень узкое пространство, что приводит к созданию очень сложных конструкций. У экструдеров с цилиндрическими шнеками межосевое расстояние и диаметр шнеков остаются одинаковыми по всей длине экструдера. У экструдеров с коническими шнеками межосевое расстояние уменьшается от входной до выходной зоны. Исключение образуют “суперконические” экструдеры, у которых угол конуса больше, чем межосевой угол. Это достигается за счет уменьшения глубины витков от входной до выходной зоны. процесса экструзии профиля и в настоящий период играет в этом одну из ведущих ролей во всём мире. При конических шнеках имеет место увеличение подвода энергии через трение и теплопроводность в связи с большой круговой скоростью в зоне пластификации. Поэтому у цилиндрических шнеков должна быть очень протяженная зона пластификации для достижения той же мощности пластификации. www.newchemistry.ru |