Процессы >> Экструзия пленок >> Экструзия с раздувом рукава

Расплавленный полимер из экструдера поступает в головку сбоку, но может быть подан и снизу. Очутившись в головке, расплавленный полимер обте­кает мундштук и выходит через кольцевое отверстие головки в форме трубы. Трубу раздувают до необходимого диаметра дав­лением воздуха, подаваемого через центр мундштука. Раздув рукава сопровождается соответственным уменьшением толщины пленки. Экструдирование рукава обычно осуществляют вверх, иногда вниз и даже горизонтально. Давление в рукаве под­держивают зажимными валками с одной стороны и головкой - с другой. Важно, чтобы давление воздуха поддерживалось по­стоянным для обеспечения равномерной толщины и ширины плен­ки. Другие факторы, которые оказывают влияние на толщину пленки: производительность экструдера, скорость вытяжки и температуры головки и цилиндра. Их необходимо строго контро­лировать.

Как и при любых процессах экструзии, раздув пленки ста­новится более экономичным при увеличении скорости процесса. Ограничивающим фактором является скорость охлаждения рукава. Охлаждение обычно производят обдувочным кольцом снаружи ру­кава. При условии постоянного течения воздуха увеличение скорости экструзии приводит к более высокой линии кристал­лизации (линия, где начинается затвердевание экструдата), что ведет к нестабильности рукава. Увеличение потока воздуха приводит к более быстрому охлаждению рукава и снижению ли­нии кристаллизации, но и этот прием ограничен в своем при­менении, так как слишком высокая скорость потока воздуха вызывает деформацию рукава. Были разработаны различные формы колец для воздушного охлаждения. Она состоит из кольца конической формы, снабженного тремя щелями для воздуха, при этом потоки воздуха направлены и отрегулированы так, что расстояние между рукавом и кольцом постепенно уменьшается к верху кольца. Это приводит к улучшенному ох­лаждению за счет увеличения потока воздуха. Эта конструкция создает также зону пониженного давления в верхней части кольца, что повышает стабильность рукава.

Экструзия рукавных пленок чрезвычайно сложна, существует много проблем, связанных с производством высококачественной пленки. Среди многих возможных дефектов можно назвать разнотолщинность, поверхностные дефекты, такие как «апельси­новая корка», «яблочный соус», «рыбий глаз», низкая проч­ность и стойкость к удару, мутность, складки и слипание. Складки являются постоянной проблемой, они приводят к отбраковыванию пленки и могут возникнуть из-за множества при­чин даже в хорошо отрегулированных производствах. Если пленка, например, достигает вытяжных валков холодной, она становится неэластичной и может загибаться на валках и об­разовывать складки. Одним из методов повышения температуры пленки у зажимных валков - повышение температуры расплава, что может повлечь за собой другие проблемы, такие, как сли­пание. Фактически это иллюстрация всего метода раздува пленки, где часто необходимы компромиссные решения для до­стижения наилучшего сочетания свойств. Складки часто вызваны неотрегулированным зазором в фильере. Вследствие этого воз­никает разница в толщине пленки и неравномерная вытяжка в вытяжных валках. Складки могут возникать из-за сбоев в экструдере или вследствие потоков воздуха в зоне вытяжки. Оба эти фактора могут привести к раскачиванию рукава и, та­ким образом, к складкам при намотке. Рукав пленки можно стабилизировать, поддерживая его стационарными горизонталь­ными направляющими («щеками»), или защитить весь экструдер от колебания потоков воздуха пленочной завесой. Другими причинами дефектов могут быть: непараллельность направ­ляющего вала и вытяжных валов, неравномерность давления вдоль щели валков.

Среди дефектов поверхности, упоминавшихся ранее, дефект «рыбий глаз» появляется из-за некачественного смешения в экструдере и загрязнений. Оба эти фактора контролируются сетчатым фильтром, который не только отделяет загрязняющие частицы, но и улучшает однородность расплава за счет повы­шения давления в экструдере. Дефекты «апельсиновая корка» и «яблочный соус» также являются дефектами поверхности, про­исходящими из-за неоднородности расплава полимера.

Поскольку подавляющее большинство пленок изготавливают из полиэтилена низкой плотности, полезно рассмотреть влияние различных параметров полимера, таких как показатель теку­чести расплава и молекулярная масса, на свойства пленок. Ударная вязкость, например, повышается с повышением моле­кулярной массы (т. е. с понижением температуры плавления) и с уменьшением плотности. Мешки, которые должны выдерживать большие нагрузки, обычно изготавливают из полиэтилена плот­ностью 0,916-0,922 г/см³ и ПТР = 0,2+ 0,5 г/10 мин. Для изготовления более тонких технических пленок, которые при­меняют в строительстве или для водонепроницаемых покрытий водоемов, должны быть использованы полимеры с более высоким ПТР из-за сложности вытяжки тонких пленок из вязких распла­вов. Показатели текучести расплава от 1 до 2,5 типичны в этих случаях, поэтому и ударная вязкость меньше, чем у пле­нок для мешков. Зато улучшается прозрачность. Когда тре­буется баланс свойств, например умеренной прозрачности и умеренной ударной вязкости, то используют несколько более высокие плотности (0,920-0,925 г/см³) и ПТР в пределах 0,75-2,5. Когда требуется высокая прозрачность, применяют марки с высокими плотностью и ПТР, так как их увеличение приводит к повышению визуальной прозрачности, уменьшению матовости, повышению блеска. Высокопрозрачные пленки имеют относительно низкую ударную вязкость из-за высокого ПТР, и их нельзя употреблять для упаковки тяжелых предметов.