Екструдирането на пластмаси е производствен процес с голям обем, в който суровата пластмаса се разтопява и се формира в непрекъснат профил. Екструзия произвежда елементи като тръба / тръби, weatherstripping , фехтовка, палубни парапети , прозоречни рамки , пластмасови филми и листове, термопластични покрития и изолация от тел.
Този процес започва с подаването на пластмасов материал (пелети, гранули, люспи или прахове) от бункер в цилиндъра на екструдера. Материалът постепенно се топи чрез механичната енергия, генерирана от завъртащи винтове и от нагреватели, разположени по дължината на цевта. След това стопеният полимер се принуждава в матрица, която оформя полимера във форма, която се втвърдява по време на охлаждането.
история
Екструзия на тръби
Първите предшественици на съвременния екструдер са разработени в началото на 19 век. През 1820 г. Томас Хенкок изобретил каучуков "мастикатор", предназначен за обратно изкупуване на обработени гумени отпадъци, а през 1836 г. Едвин Чафи разработи дву-ролкова машина за смесване на добавки в каучук . Първата термопластична екструзия е през 1935 г. от Пол Troester и съпругата му Ashley Gershoff в Хамбург , Германия. Малко след това Роберто Коломбо от LMP разработи първите екструдери с двойни винтове в Италия.
процес
При екструзията на пластмасите суровият композитен материал обикновено е под формата на пресечки (малки зърна, често наричани смоли), които се подават от горния монтиран бункер в цилиндъра на екструдера. Добавките като оцветители и UV инхибитори (в течна или пелетна форма) често се използват и могат да бъдат смесени в смолата преди да пристигнат в бункера. Процесът има много общо с пластмасовото шприцоване от точката на технологията на екструдера, въпреки че се различава по това, че обикновено е непрекъснат процес. Докато пултрусията може да предлага много подобни профили в непрекъснати дължини, обикновено с добавено усилване, това се постига чрез издърпване на крайния продукт от матрицата вместо екструдиране на полимерната стопилка през матрица.
Материалът навлиза през захранващото гърло (отвор близо до задната част на цевта) и влиза в контакт с винта. Въртящият се винт (обикновено въртящ се напр. 120 об. / Мин.) Принуждава пластмасовите зърна да се насочат напред в загретия цев. Желаната температура на екструзия рядко се равнява на зададената температура на цевта, дължаща се на вискозно нагряване и други ефекти. При повечето процеси е зададен отоплителен профил за цилиндъра, в който три или повече независими PID- контролирани нагревателни зони постепенно повишават температурата на барабана от задната страна (където пластмасата навлиза) отпред. Това позволява пластмасовите зърна да се разтопят постепенно, докато се избутват през цевта и намаляват риска от прегряване, което може да доведе до разграждане в полимера.
Допълнителната топлина се дължи на интензивното налягане и триенето, което се извършва вътре в цилиндъра. Всъщност, ако една екструзионна линия задвижва определени материали достатъчно бързо, нагревателите могат да бъдат изключени и температурата на стопилката да се поддържа само чрез натиск и триене вътре в цилиндъра. В повечето екструдери има вентилатори за охлаждане, които поддържат температурата под определена стойност, ако се генерира твърде много топлина. Ако принудителното въздушно охлаждане се окаже недостатъчно, тогава се използват вградени охладителни ризи.
Пластмасов екструдер, нарязан на половина, за да покаже компонентите
В предната част на цевта разтопената пластмаса напуска винта и преминава през екранираща опаковка, за да се отстранят всички замърсители в стопилката. Екранът се подсилва от пластина (дебела метална шайба с много дупки, пробити през нея), тъй като налягането в тази точка може да надвиши 5,000 psi (34 MPa ). Комплектът екран пакет / прекъсвач също служи за създаване на обратно налягане в цевта. Необходимо е обратно налягане за равномерно топене и правилно смесване на полимера и за това колко налягане се генерира може да бъде "променено" чрез промяна на състава на екраниращия пакет (броя на екрани, техния размер на тъканта и други параметри). Тази комбинация от прекъсвачи и екранни пакети също елиминира "ротационната памет" на разтопената пластмаса и вместо това създава "надлъжна памет".
След преминаване през разделителната пластина разтопената пластмаса влиза в матрицата. Матрицата е тази, която придава на крайния продукт своя профил и трябва да бъде проектирана така, че разтопената пластмаса да изтича равномерно от цилиндричен профил до профилната форма на продукта. Неравномерният поток на този етап може да доведе до продукт с нежелани остатъчни натоварвания в определени точки в профила, които могат да причинят изкривяване при охлаждане. Могат да бъдат създадени различни форми, ограничени до непрекъснати профили.
Продуктът трябва да бъде охладен и това обикновено се постига чрез издърпване на екструдата през водна баня. Пластмасите са много добри термоизолатори и следователно трудно се охлаждат бързо. В сравнение с стоманата , пластмасата отвежда топлината си 2 000 пъти по-бавно. В тръба за екструдиране на тръби или тръби запечатваната водна баня се задейства чрез внимателно контролиран вакуум, за да се скъса новоформираната и все още разтопена тръба или тръба. За продукти като пластмасовите листове охлаждането се постига чрез издърпване през набор от охлаждащи ролки. За филми и много тънки листове, въздушното охлаждане може да бъде ефективно като начален етап на охлаждане, както при екструдирането на издувания филм.
Пластмасовите екструдери също се използват широко за преработка на рециклирани пластмасови отпадъци или други суровини след почистване, сортиране и / или смесване. Този материал обикновено се екструдира във влакна, подходящи за нарязване в гранулите или пелетите, за да се използват като прекурсор за по-нататъшна обработка.
Следва продължение...
