Технологічний процес виготовлення виробів з термопластів методом екструзійного формування

Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

УЖГОРОДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІНЖЕНЕРНО-ТЕХНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЇ МАШИНОБУДУВАННЯ

РЕФЕРАТ

На тему:

Технологічний процес виготовлення виробів з термопластів методом екструзійного формування

Студента групи ПМ

Франчука А.Г.

Ужгород 2020

Зміст

екструзія метод полімер

Загальні поняття

Загальна характеристика екструзії

Технологія формування плівок екструзійним методом

Технологія одержання листів методом екструзії

Технологія виробництва труб методом екструзії

Допоміжні екструзійні процеси

Аутотермічна екструзія

Висновок

Основні поняття

Екструзія - це неперервний метод формування, в основному, погонажних виробів, який полягає в перетисканні розтопу полімеру через профільний отвір відповідної конфігурації (екструзійна головка) з наступною фіксацією форми виробу. Тиск в екструзійному агрегаті створюється за рахунок примусового, неперервного переміщення матеріалу вздовж гвинтової нарізки шнека при його обертанні (принцип м'ясорубки) (рис. 4.51). Залежно від конфігурації профільного отвору можливі різновидності методу і різний асортимент виробів. Основу асортименту становлять пласкі (одинарні) та подвійні (рукавні) плівки, труби різних діаметрів, профільні вироби, листи, дубльовані матеріали, електро- і антикорозійні покриття, нитки полімерні, пакувальні засоби тощо. Для екструзії використовують термопласти з високим значенням ефективної в'язкості, відповідно з низьким значенням ПТР, який, як правило, знаходиться в межах 0,3 ч 3 г/10 хв. Можуть також використовуватись реакційно здатні олігомерні композиції та газонаповнені композиції. Використовують полімерну сировину у вигляді гранул або порошку. Основним обладнанням для екструзії служать одно- і двошнекові екструдери, а також комбіновані дисково-шнекові екструдери. У дискових екструдерах тиск створюється за рахунок ефекту Вайсенберга, який полягає в зворотній до відцентрової сили течії розтопу до центру при обертанні диску. Екструзія супроводжується лише фізичними процесами: деформація полімеру, топлення, в'язка течія і застигання (кристалізація). Хімічні процеси, які супроводжують екструзію - термо- і механодеструкція, є небажаними і при правильному режимі екструзії незначно впливають на процес. Внаслідок неперервності процесу екструзія є найпрогресивнішим і найперспективнішим методом переробки пластмас, який потребує найменших енерго- і матеріальних витрат та може бути повністю автоматизований і керуватись за допомогою ЕОМ. Порівняно простою справою є створення безвідходної (замкненої) лінії виробництва екструзійних виробів. Стадії процесу екструзії: 1. завантаження матеріалу та транспортування його обертанням шнека з відповідним нахилом гвинтової нарізки; 2. топлення матеріалу; 3. гомогенізація і дозування розтопу; 4. перетискання через профільний отвір (головку); 5. обробка екструдату з метою надання йому необхідних розмірів і властивостей - формування кінцевого виробу

Загальна характеристика екструзії

У зв'язку з викладеними вище стадіями процесу екструзії в агрегаті виділяють три основні зони в напрямку руху матеріального потоку: 1) зона завантаження; 2) зона топлення (стиснення); 3) зона дозування (гомогенізації) У зоні завантаження відбувається прийом із завантажувального бункера перероблюваного матеріалу і його переміщення в напрямку зони топлення з одночасним ущільненням. Для підвищення продуктивності екструдера нарізка на шнеку зони завантаження виконана глибшою з великим об'ємом. У зоні стискання відбувається топлення полімеру, його ущільнення й подальше переміщення в напрямку до зони дозування. Нарізка зони топлення з меншою глибиною. У зоні дозування відбувається перемішування гомогенізація розтопу, його безперервне накопичення на виході й внаслідок цього, розвивається тиск, який зумовлює перетискання розтопу через філь'єру (головку). Для правильної роботи екструдера необхідною умовою є строге дотримування співвідношення продуктивності кожної із зон.

Технологія формування плівок екструзійним методом

Існує два основних способи екструзії плівок, які відрізняються формувальним елементом - екструзійною головкою. Вид плівки залежить від конфігурації формувального елементу (від профілю його щілини). Коли для екструзії використовується пласкощілинна головка, одержують пласку (одинарна) плівка. При використанні головки з кільцевою щілиною отримують рукавну (подвійну) плівку. До плівок відносять суцільні пласкі вироби, які мають товщину меншу, ніж 125 - 500 мкм. Нижня межа відновиться до виробів з жорстких полімерів (ПС, естери целюлози), верхня - для плівок з еластичних полімерів (ПЕ, ПВХ - пластикат). Розміри плівок визначаються як полімером, так і методом їх одержання: зараз одержують плівки товщиною від 2 мкм до 500 мкм і шириною від 0,3 до 24 м. Для виготовлення плівок екструзійним методом придатні поліолефіни (ПП, ПЕ), полістирол, пластифікований ПВХ, полівініліденхлорид, поліетилентерефталат, деякі марки поліамідів, кополімери етилену і вінілацетату, естери целюлози. Останнім часом для виготовлення плівок використовують піноматеріали. Плівки використовують для електроізоляційних, радіотехнічних цілей, для побутових потреб як пакувальні засоби. Крім плівок з однорідних полімерів випускають також армовані, багатоколірні, багатошарові та комбіновані плівки.

Технологія одержання листів методом екструзії

Листи - це пласкі вироби з термопластів мінімальною товщиною 0,125 ч 0,5 мм і більше, які формуються на екструзійних листувальних агрегатах пласкощілинним способом. Максимальна товщина листа не перевищує 20 мм, враховуючи низьку теплопровідність полімерних матеріалів. В Україні поширене виробництво рулонних матеріалів з товщиною до 2 мм і листів з товщиною до 6 мм і шириною до 1500 мм. Для виготовлення листів використовують такі полімерні матеріали: поліетилен високої густини, поліпропілен, ударотривкий полістирол, АВС-пластик, ацетилцелюлозні етроли, непластифікований ПВХ, полікарбонат. Найчастіше листи виготовляють з полістирольних пластиків. Листи використовують як облицювальний і футерувальний матеріал, а також як напівфабрикат для одержання виробів (шафи, ємності) термоформуванням. Із листів отримують деталі для автомобілів, корпуси човнів, ємності для рідини і т.п. Технологія виробництва полімерних труб методом екструзії Процес базується на перетисканні розтопу полімеру через кільцеву щілину прямоточної чи кутової головки з наступною фіксацією форми та розмірів екструдованої заготовки. Методом екструзії можна виготовити труби діаметром від 1 мм до 1,6 ч 2 м і товщиною стінки від долей міліметра до 20 мм. Товщина стінки визначається тиском, на який розраховується труба при експлуатації. Труби з діаметром, меншим за 3 мм, називають капілярами. Для виробництва труб методом екструзії використовують: поліетилен високої і низької густини, поліпропілен, полівінілхлорид, АВС-пластик, фторопласт, силіконовий каучук тощо. Для виготовлення труб використовують полімери з ПТР = 0,3 ч 0,7 г/10 хв. Переваги полімерних труб порівняно з металевими: вони еластичні, легко витримують гідравлічні удари. Полімерні труби не кородують. Вони мають рівну внутрішню поверхню, що зменшує опір течії рідин. Полімерні труби також легко з'єднувати за допомогою зварювання чи склеювання. Завдяки таким своїм якостям полімерні труби широко використовують у різних галузях народного господарства.

Допоміжні екструзійні процеси

Екструзію, зокрема технологію екструзії труб, використовують як допоміжний процес в інших виробництвах: 1. нанесенні металевої оболонки на металеву трубу або в металеву трубу; 2. пакуванні виробів і продуктів у полімерну оболонку; 3. нанесенні електроізоляційного покриття; 4. одержанні полімерних труб для меліорації. 5. одержанні труб з поропластів.

Аутотермічна екструзія Потік тепла, який генерується за рахунок внутрішнього тертя полімерного матеріалу (порошок, гранули) в пластикаційному вузлі може бути достатнім для перебігу екструзії бездодаткового зовнішнього нагрівання циліндра. Така екструзія називається аутотермічною чиаутогенічною. Засадничою проблемою аутотермічної екструзії є генерування тепла за рахунок внутрішнього тертя полімерної сировини.

Висновок

Отже внаслідок неперервності процесу екструзія є найпрогресивнішим і найперспективнішим методом переробки пластмас, який потребує найменших енерго- і матеріальних витрат та може бути повністю автоматизований і керуватись за допомогою ЕОМ. Порівняно простою справою є створення безвідходної (замкненої) лінії виробництва екструзійних виробів. Цей метод знайшов широке застосування у виготовленні виробів з різноманітних термопластичних полімерів для багатьох галузей промисловості та побуту.

Список використаної літератури

Суберляк О.В., Баштанник П.І. «Технологія переробки полімерних та композиційних матеріалів», Львів - Дніпропетровськ, 2006

Размещено на Allbest.ru