Параметры рукавной заготовки

Скорость, с которой рукав выходит из головки экструдера, давление воздуха и направление обдува наружным охлажденным воздухом опре­деляют коэффициент (степень) раздува.

. Коэффициент раздува — это отношение конечного диаметра рукава к диаметру кольца экструзионной головки. Наряду с шириной щеле­вого зазора головки оно определяет толщину пленки и ее поперечную ориентацию.

Пленка ориентируется также в продольном направлении за счет раз­личия между скоростью выхода из головки и скоростями прижимных валков, отжимающих рукав и подающих его на вспомогательное оборудо­вание. Поперечная ориентация пленки продолжается до затвердевания и часто является одним из основных факторов, влияющих на ее свойства.

Коэффициент раздува ограничен прочностью полимерного распла­ва. Линейные полимеры более склонны к разрыву пленки в расплав­ленной части рукава. Полимеры с длинными ветвями имеют большую прочность расплава и поэтому более подходят для переработки пленок раздувом рукава.

На рисунке 26 показаны параметры рукавной заготовки пленки после сплющивания рукава на зажимных валках в двухслойную пленку.

Рукав должен быть симметричен относительно центральной оси экструзионной головки и в направлении прижимных валков. Если пленка неравномерна по толщине, то симметричность контролиро­вать трудно. Более толстые участки пленки прочнее, менее подвержены раздуву и останутся более толстыми[5].

 

Рисунок 26. Параметры рукавной заготовки:

7 — продольное направление; 2— поперечное направление; 3 — плоский рукав; 4 — ширина плоского рукава; 5 — зажимные валки; 6 — пузырь пленки; 7 — диаметр пузыря; 8 — линия кристаллизации; 9 — диаметр головки

 

Тонкие участки будут легче расширяться и истончаться, так что эта часть рукава может даже по­рваться. Для точной регулировки температуры пленки по мере ее рас­ширения можно поместить вокруг пленки (вблизи ее выхода из экс­трудера) нагреватели.

В процессе экструзии очень важно обеспечивать постоянную вяз­кость расплава, которая достигается за счет применения сырья, одно­родного по молекулярному весу, показателю текучести расплава и гра­нулометрическому составу. Чем меньше допускаемые отклонения по этим показателям, тем качественнее получается пленка.

Необходимо поддержание равномерной температуры потока рас­плава, так как температура очень сильно влияет на вязкость полимера. Повышение температуры приводит к получению более тонкой пленки за счет падения вязкости, увеличения охлаждения и растяжения плен­ки до ее отверждения.

При увеличении производительности экструдера, а стало быть, ско­рости течения расплава, прозрачность пленки снижается. Однако при большом коэффициенте раздува эта зависимость становится обрат­ной.

Разнотолщинность в основном зависит от коэффициента раздува, так как растяжение рукава под действием сжатого воздуха происходит преимущественно в наиболее тонкой части. При большом коэффици­енте раздува незначительная погрешность при регулировке выходной щели головки служит причиной большой разнотолщиности пленки[5].

Количественно вытяжка может быть оценена степенью вытяжки :

 

Где V - скорость движения пленки после тянущих валков, равная линеиной скорости вращения тянущих валков; V - скорость выхода экструдата из головки.

Степень раздува определяется как:

 

Где D - диаметр раздутого рукава; d — диаметр рукава, выходящего из кольцевого зазора головки.

Толщина пленки может быть рассчитана как

 

Здесь - толщина экструдата (пренебрегая разбуханием экструдата, можно считать , где — толщина кольцевого зазора щели го­

ловки).

Общая величина деформации экструзионной рукавной заготовки оценивается как

 

 

 

Рассчитав производительность экструдера Q, например, по уравне­нию

 

 

,где Q — производительность, см3/мин; — постоянные прямого

и обратного потоков и потока утечек, см3; К - постоянная головки, сеток, решетки, можно подсчитать скорость :

 

,где

Произведение — площадь поперечного сечения рукавной за­

готовки расплава; — плотность расплава.

На практике для получения рукавных пленок из полиэтиленов ис­пользуются величины и .Однако в ряде слу­чаев указанные значения могут несколько отличаться. Так, для плен­ки, полученной на основе ПЭВД, при такой же величине продольной вытяжки. Поскольку при большом коэффициенте раздува незначительная несоосность дорна и мундштука может служить при­чиной появления большой разнотолщинности пленки (растяжение расплава происходит в наиболее тонкой части рукава), рекомендуемое значение коэффициента раздува не превышает 3.

Большие значения и приводят к снижению стабильности разме­ров рукава, заметному проявлению недостатков конструкции оснастки и равномерности охлаждения. С увеличением и возрастает ориен­тация макромолекул, что ведет к изменению механических характери­стик изделия. Изменяя соотношение удается получать пленки, ориентированные, равнопрочные или с заданной прочностью в про­дольном и поперечном направлениях[5].