Конструкции червяков экструдеров
Для переработки каждого термопласта должен применяться червяк специальной конструкции, так как при использовании одного и того же червяка невозможно достичь оптимальных условий проведения процесса для разных полимеров. Ниже будут рассмотрены конструкции червяков, пригодных для переработки полиамидов.
Полиамиды отличаются от большинства термопластов резким переходом из твердого в расплавленное состояние. В связи с этим зона сжатия должна делаться по возможности короткой, иногда даже меньше половины витка червяка для ПА 66 и 610 и немного больше для ПА 6.
Характеристиками червяков являются: его длина (L), диаметр цилиндра отношение длины червяка к диаметру цилиндра (L/D), протяженность зон подачи, сжатия и дозирования материала, степень сжатия, а также шаг и угол подъема винтовой линии. Обычно также указывают высоту канала в зонах подачи и дозирования. Определения перечисленных и многих других терминов, относящихся к процессу экструзии, даны в британском стандарте BS 1755. Основные характеристики червяков одночервячных экструдеров, предназначенных для переработки полиамидов (эти данные в большей степени относятся к червякам для переработки ПА 66, 6 и 610; требования к конструкциям червяков для переработки ПА 11 и 12 менее жесткие):
- Отношение длины червяка к диаметру цилиндра (L/D)..... Не менее 20: 1
- Длина зоны подачи.................................................................................... 13,50
- Длина зоны сжатия....................................................................................... 0,50
- Длина дозирующей зоны.............................................................. Не менее 60
- Степень сжатия........................................................................... 2,5 : 1 до 4 : 1
- Шаг червяка.......................................................................................... 1 — 1,80
- Угол подъема винтовой линии ........................................................... . 17—30°
- Высота канала зоны подачи . ........................................................ . 0,15—0,2
- Высота канала зоны дозирования....................................... Не более 0,080
Параметры процесса
 Для червяка данной конструкции производительность экструдера и качество экструдируемого материала могут регулироваться изменением температуры расплава и скоростью вращения червяка. Однако интервал варьирования соответствующих параметров процесса не особенно широк, так как для работы машины с постоянной производительностью необходимо поддерживать в системе устойчивое равновесие. Например, слишком высокая температура расплава в сочетании с небольшим обратным давлением при течении расплава могут привести к пульсации расплава на выходе из экструдера. Слишком большая скорость вращения червяка способствует развитию высоких скоростей сдвига и возникновению разрывов в потоке.
В некоторых конструкциях экструдеров предусмотрено охлаждение зон червяка, однако при переработке полиамидов (в отличие от других термопластов) применять охлаждение не рекомендуется.
Теория процесса экструзии в основном разработана, ее подробное изложение представлено в монографиях Фишера и Шенкеля.
|
