химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

величиной коэфф. трения.

При интенсивном тепловыделении, слишком высокой темп-ре стенки корпуса и недостаточном тепло-отводе начинается преждевременное плавление соприкасающегося с этой стенкой слоя материала. В результате сила трения снижается, материал начинает проскальзывать по стенкам корпуса и его движение в канале червяка прекращается. При поддержании оптимального температурного режима Э. материал уплотняется, образуя твердую «пробку». Двигаясь по каналу червяка, «пробка» продолжает уплотняться и на ее поверхности, соприкасающейся со стенкой корпуса, образуется слой расплава, толщина к-рого постепенно увеличивается. Сечение червяка, в к-ром толщина этого слоя становится равной зазору между стенкой корпуса и гребнем червяка (рис. 2), является границей между зонами питания и пластикации (следует отметить, что границы зон, 1Х, 12, 1з, на к-рые делят червяк в зависимости от состояния материала в его канале, как правило, не совпадают с границами имеющих соответственно те же названия геометрич. зон I, II, III, различающихся глубиной канала; см. рис. 1). См. также Экструдеры.

В пределах зоны пластикации «пробка» плавится под действием тепла, к-рое выделяется вследствие вязкого (внутреннего) трения в материале и подводится от нагревателей корпуса. В тонком слое рас I— — е—II—_- -— HI

?г 1 -т

* 4J

4 ^

Длина червяка

Рис. 1. Зоны червяка ©дночервячного экструдера и ехема распределения давлений Р и темп-р Т: Z,(I) — зона питания, 1,(11) — зона пластикации, 1,(1X1) — зона дозирования; 1,3 — распределение давления и темп-ры при отрицательном перепаде давления в зоне дозирования; 2,4 — то же при положительном перепаде давления в этой зоне.

плава (см. рис. 2) возникает течение, направленное к толкающей стенке 2 канала червяка. Поток расплава натыкается на эту стенку, поворачивается и движется вдоль нее, оттесняя «пробку» к передней стенке 6. При этом высота «пробки» остается в пределах зоны пластикации примерно постоянной, а ее «текущая» ширина X постепенно уменьшается. Такой процесс

12 3 4 5 6

X?W

Рис. 2. Схема плавления твердой «пробки» материала в зоне пластикации (показано сечение червяка в пределах одного шага плоскостью, нормальной к оси винтового канала): 1— зазор между гребнем червяка и стенкой корпуса экструдера; 2 — толкающая стенка канала червяка; з — расплав; 4 — корпус экструдера; 5 — «пробка»; в — передняя стенка канала червяка; 6 — толщина слоя расплава; h — глубина винтового канала червяка; X—«текущая» ширина «пробки»; W — нормальная ширина винтового канала.

плавления продолжается до тех пор, пока «пробка» сохраняет достаточную прочность. Обычно это происходит, пока X превышает (0,1—0,2) И7, где W—нормальная ширина канала червяка; при меньших значениях X «пробка» дробится. Сечение червяка, в к-ром начинается дробление, является границей между зонами пластикации и дозирования.

Продвигаясь по зоне дозирования, материал продолжает разогреваться под действием тепла, к-рое выделяется в результате интенсивных деформаций сдвига и подводится от нагревателей корпуса. При этом расплав гомогенизируется: плавятся остатки

«пробки» и устанавливается необходимая для формования экструдата темп-ра. Течение расплава в этой зоне, имеющее винтовую траекторию, представляют обычно как сумму двух независимых течений — поступательного вдоль оси винтового канала и циркуляционного (кругового) в плоскости, нормальной к этой оси. Объемный расход материала в осевом направлении определяет производительность экструдера. Циркуляционное течение обеспечивает гомогенизацию расплава; благодаря существованию этого течения экструдеры м. б. использованы для смешения.

В тех случаях, когда тепла, к-рое выделяется в материале, достаточно для его разогрева до темп-ры Э., внешние источники тепла отключают. Такой режим Э. наз. адиабатическим, или автотермическим. На практике от нагревателей корпуса подводят 10—20% необходимого тепла. При этом удается управлять темп-рой расплава, регулируя периодичность и продолжительность включения нагревателей соответствующих зон экструдера.

Развивающееся при Э. гидростатич. давление наиболее интенсивно растет в пределах зоны питания (см, рис. 1), т. к. для проталкивания «пробки» нужны довольно большие продольные усилия, сжимающие ее в осевом направлении. Естественно, что при этом «пробка» расширяется в поперечнике, прижимаясь к стенкам канала червяка с усилием, величина к-рого определяется поперечной деформацией материала (если его коэфф. Пуассона близок к 0,5, то радиальное давление равно продольному; при меньших значениях этого коэффициента, напр. в случае Э. рыхлого гранулята, радиальное давление оказывается ниже, чем продольное).

Распределение давления в зонах пластикации и дозирования зависит от геометрич. характеристик канала червяка. Если глубина канала в зоне пластикации меньше, чем в зоне питания, то давление в конце зоны дозирования м. б. выше или ниже, чем в ее начале (возникает соответственно положительный или отрицательный перепад давления). С увеличением положительного перепада (противодавления) производительность экструдера уменьшается, но усиливается разогрев материала и повышается степень его гомогенизации. При нек-ром предельном значении противодавления поступательное движение расплава вообще прекращается. С ростом отрицательного перепада давления производительность экструдера увеличивается, а разогрев материала и степень его гомогенизации уменьшаются. При неизменных шаге и глубине винтового канала червяка общая объемная производительность экструдера определяется производительностью зон питания и пластикации, поскольку расход материала (по массе) в любом сечении червяка одинаков. В этом случае противодавление повышают, устанавливая на выходе материала из канала червяка дополнительное сопротивление, напр. решетку с пакетом мелких сеток.

Давление в профилирующем инструменте (канале экструзионной головки) определяется объемной производительностью экструдера и вязкостью расплава. Для установления режима Э. рассчитывают след. зависимости: 1) объемной производительности Q экструдера от давления Р на выходе материала из канала червяка (при фиксированных частотах его вращения) и 2) объемного расхода Ог материала через головку от давления при разных темп-рах расплава. Точки пере^-сечения кривых, иллюстрирующих полученные характеристики червяка и головки (рис. 3), в к-рых значения темп-ры расплава совпадают, и являются «рабочими точками» данного режима Э. Пользуясь этими точками, подбирают геометрич. параметры червяка и параметры технологич. процесса.

Все рассмотренное выше относилось гл. обр. к Э. термопластов. Для Э. резиновых смесей (в резиновой пром-сти этот процесс часто наз. шприцеванием)

характерны нек-рые особенности, связанные с их существенно большей, чем у расплавов термопластов, вязкостью. При переработке резиновых смесей возможно «горячее» или «холодное» питание экструдера. В первом случае в его бункер поступает материал в виде ленты, предварительно нагретой на вальцах до 60—80°С; во втором — непластицированная смесь, напр. в виде гранул.

Движение нагретой резиновой смеси в канале червяка, где она дополнительно прогревается еще на

20—30°С вследствие деформации сдвига, в принципе идентично движению расплава термопласта в зоне дозирования. Поскольку поперечное сечение ленты, поступающей в зону питания, значительно меньше, чем сечение винтового канала червяка (в противном случае он не захватывает материал),

тельность экструдера;

Рис. 3. «Рабочие точки» для различных режимов экструзии полиэтилена низкой плотности (диаметр червяка 90 мм): 1—4 — характеристики червяка (1 — частота вращения 60 об/мин, 2 — 45 об/мин, 3 — 32 об/мин, 4 — 22 об/мин); 5—характеристика головки; пунктирные линии — изотермы, характеризующие темп-ру расплава; Q — объемная производиобъемный расход расплава

Расплав, к-рый находится в боковых зазорах, подвергается интенсивной деформации сдвига. При одинаковом направлении вращения сопряженных червяков материал движется по винтовым траекториям и, таким образом, часть материала, к-рая соприкасается с внешней стенкой нарезки одного червяка, увлекается им в свой винтовой канал, а другая его часть, соприкасающаяся со стенкой канала другого червяка, остается в этом канале. Если червяки вращаются в разных направлениях, то в эллипсовидной зоне пересечения их нарезок возникает циркуляционное течение, способствующее перетеканию материала из одного межвитксчерез головку; Р — давление (1 пге/смг=0,\ Мн/м1).

для уплотнения смеси и формования струи экструда-та применяют червяки с переменным шагом или с конич. сердечником. Во избежание сильного перегрева смеси в ходе Э. (следствием этого м. б. подвул-каниаация) применяют червяки, длина к-рых не превышает, как правило, 5 его диаметров.

Резиновая смесь, поступающая в Зкструдер при холодном питании, движется в начале процесса подобно «пробке» термопласта. В результате деформации сдвига и разогрева вязкость смеси постепенно снижается. При вязкости ~10* н-сек/м2 (~105 пз) смесь занимает все поперечное сечение канала червяка и движется по винтовой траектории, подобной траектории движения расплава термопласта.

Экструзия в двухчервячной машине. В винтовых каналах незацепляющихся червяков материал в принципе движется так же, как в одночервячной машине. Специфика Э. в машинах с зацепляющимися червяками (рис. 4) заключается в том, что порция материала, к-рая попадает в винтовой канал, оказывается замкнутой с обеих сторон стенками канала одного червяка и выступами нарезки другого. Стенки канала, ограничивающие порцию материала, к-рый имеет форму неполного витка спирали (серповидный элемент), перемещаются при вращении червяков вдоль оси корпуса экструдера, проталкивая вперед находящийся в замкнутом объеме материал.

Профиль винтовых каналов червяков выполняют с таким расчетом, чтобы объем заключенного в них материала по мере его продвижения к головке непрерывно уменьшался. Благодаря этому материал уплотняется и одновременно

страница 267
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)" (21.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
прокат усилителей
Компания Ренессанс изготовление лестниц на заказ - продажа, доставка, монтаж.
кресло t 9970
снять бокс для хранения вещей в сао

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)