Одношнековые экструдеры с осциллирующим шнеком ("ко-кне-теры"). Название "ко-кнетер" происходит от немецкого Konlinuirli-cher Kneter, т. е. пластикатор непрерывного действия, и обозначает экструдер, в котором шнек кроме вращательного движения он совершает возвратно-поступательное движение. Колебания червяка увеличивают смесительный эффект. Достижению интенсивного гомогенизации, смешения (а также пластикации — размягчения пластмасс) способствует и то, что винтовой гребень в определенном последовательности прерывается, образуя просветы, в них входят три ряда выступов, закреплённых на внутренней части рабочей камеры экструдера. Благодаря тому, что червяк совершает возвратно-поступательное и вращательное движения, вблизи неподвижных части камеры увеличивается деформация сдвига расплава, возникают деформации сжатия и растяжения вплоть до разрывов потока, что увеличиваете смесительный эффект.
Двухшнековые экструдеры. Здесь смесительный эффект обеспечивается двумя черьвяками, расположенными параллельно в одной рабочей камере и вращающимися либо навстречу друг другу, либо в одном и том же направлении. Схема взаимного расположения шнека приведена на рис. 6.14.
Из этой схемы следует, что при вращении навстречу друг другу два шнека работают подобно вальцам, перетирая материал в зазоре между шнеками, но кроме того подавая материал вдоль шнеков. Сдвиг и перетирание имеют место также и в зазоре между шнеком и корпусом. Если шнеки работают в полном зацеплении, то винтовой канал одного перекрыт гребнями другого, и противоток расплава сводится к минимуму. Величина противотока зависит от расстояния между шнеками. Такие экструдеры обеспечивают в целом хороший смесительный эффект при умеренно интенсивном воздействии на перерабатываемый материал и применяются в основном для переработки ( литье ) ПВХ и композиций на его основе.
Если шнеки вращаются в одном направлении, то при их максимальном сближении возникают огромные сдвиговые деформации. Такие экструдеры применяются для использования смесей пластмасс и введения наполнителей, пигментов, стабилизаторов. Ингредиенты вводятся через отверстия на разном расстоянии от загрузочной воронки, поэтому вначале рабочая камера загружена не полностью. Тем не менее в зазоре между шнеками обеспечивается весьма эффективное перетирание смеси, чему способствует транспорт расплава с одного шнека на другой и достигаемая при этом переориентация слоев смешиваемых компонентов.
Рис. 6.14. Возможные схемы расположения шнеков в двухшнековых экструдерах:
а — однонаправленное вращение; о — противоположное вращение (сверху вниз): полное зацепление шпеков, частичное зацепление и незацепляющиеся шнеки
Гомогенизирующая возможность двухшнековых экструдеров в целом выше, чем одношнековых. Производительность данных экструдеров может быть чрезвычайно высока — до 25 т/ч и более.
Дисковые экструдеры. Применяют для смешения, окрашивания или грануляции пластмассы. Дисковый экструдер (рис. 6.15) состоит из корпуса /, внутри которого помешен диск 2. Рабочий зазор регулируется червячной передачей 3, перемещающей установленный на шарикоподшипниках диск 2 по трем направляющим 4. В поперечном сечении диск имеет форму улитки при тангенциальном расположении загрузочной воронки. При течении полимерного расплава между неподвижным корпусом и вращающимся диском происходит перетирание смешиваемой массы тем более интенсивное, чем меньше зазор между корпусом и диском. Полимерный расплав обладает значительной упругостью, вследствие чего при сдвиге между диском и корпусом возникают нормальные напряжения (перпендикулярные сдвиговым), которые и выдавливают расплав в формующее отверстие головки. (По-
Рис. 6.15. Схема дискового экструдера:
/ — корпус; 2— диск; червячная передача; 4— направляющие пресс-формы для литья под давлением
этому дисковый экструдер называют также экструдером нормальных напряжений.) Сдвиг в тонком зазоре обеспечивает высокое качество смешения. Отсутствие застойных зон также способствует улучшению качества смешения и уменьшению перегревов. Недостаток дискового экструдера заключается в том, что нормальные напряжения не обеспечивают достаточного давления па выходе, что снижает качество получаемых профилей. Для повышения давления на выходе в некоторых конструкциях экструдеров диск соединен с коротким шнеком, который также осуществляет принудительную подачу материала в зазор.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПЛАСТМАССЫ ПРИ ЛИТЬЕ
Дисперсные наполнители
Основные характеристики дисперсных наполнителей для пластмасс .
Для оценки свойств наполнителей известны свыше 40 различных показателей, включающих физико-механические, электротеплофизические, оптические характеристики.
При разработке заданной структуры дисперсно-наполненного материала необходимо иметь данные об основных характеристиках наполнителя: форме частиц (ке — коэффициент формы); размере и распределении частиц по размерам (диаметр, кривая распределения частиц); удельной поверхности (общая, геометрическая, внутренняя); пористости частиц (объем, размер пор); насыпной и истинной плотности (р„ас, рцСТ); величине плотной упаковки (фтах); рН поверхности.
Листовые наполнители для изделия из пластика
Волокнистым наполнителям можно придать (и зафиксировать плетением, склейкой и другими методами) различную структуру. Листовые (пленочные) наполнители с заданной структурой в виде тканей различного плетения (сатиновое, саржевое, полотняное), бумаги, древесного шпона, лент, холстов, тканых ровингов, сеток и не¬тканых материалов используют для получения слоистых пластиков. Из слоистых пластиков наибольшее распространение получили текстолиты. Для изготовления текстолитов применяют легкие (мас¬са I м — до 150 г), средние (до 300 г) и тяжелые (более 300 г) ткани различного плетения и нетканые волокнистые материалы массой до 820 г. Широко используются хлопчатобумажные (бязь, миткаль, бельтинг, шифон) и синтетические ткани (вискозные, ацетатные, полиамидные, полиэфирные). Самыми распространенными наполнителями являются стекло- и углеродные ткани и материалы на их основе — стеклотекстолиты и карботекстолиты.
Природу волокна, вид плетения, массу 1 м-, пористость листовых наполнителей выбирают в зависимости от требований, предъявленных к изделиям из пластмассы. Так, для стеклотекстолитов конструкционного назначения используют ткани из алюмобороенликатно-го стекла марки К; для высоконагруженных деталей — ткани из высокомодульпых, высокопрочных волокон марок ВМ и Т; для изделий из пластмассы, работающих в агрессивных средах (аккумуляторные ба¬ки, трубы, резервуары), — ткани из стекла марки А; для материалов, работающих при повышенных температурах (300—350 °С), — ткани из кварцевых волокон и для диэлектриков — ткани из бо-росиликатных стекол.
По сравнению со стеклотекстолитом (плотность 1600—2100 кг/м3) органотекстолиты имеют меньшую плотность (1300—1400 кг/м3) и теплопроводность, лучше поддаются механической обработке, но уступают им по прочности, тепло- и химической стойкости.
Для производства гетинакса в качестве наполнителей используют картон или бумагу различной природы, массы, пористости и прочности. Гетинакс электротехнического назначения (изоляционные материалы) получают на основе сульфано-целлюлозной бумаги; декоративный гетинакс — из бумаги на основе сульфит¬ной целлюлозы или смеси сульфатной и хлопковой целлюлоз. Для изготовления листов, плит толщиной от 1 до 20 мм из гетинакса используют пропиточную пористую бумагу, а для производства труб, цилиндров, втулок — намоточную, менее пористую бумагу. В качестве верхних покрывных листов декоративного слоистого пластика используются листы бумаг с различными рисунками, например имитирующими ценные породы дерева.
В качестве связующего для получения гетинаксов и текстолитов применяют в основном термореактивные полимеры — фенолоформатьдегидные, эпоксидные, полиэфирные, полиимндные и кремнийорганические смолы, реже — термопластичные полимеры: ПЭ, ПП, ПВХ, полиэфирсульфон, полиэфиркстон.
Наполнители в виде сеток используют для армирования полимерных материалов в двух направлениях, а также получения антифрикционных ленточных материалов. Материалом для изготовления сеток из пластика чаще всего служат металлические, стеклянные, углеродные и полимерные волокна.
Объемные наполнители для изделия из пластмассы
К объемным наполнителям пластмасс относятся объемные ткани, открытопористых каркасные системы, структура которых непрерывна в трех направлениях. Открыто пористая объемная структура наполнителя формируется в процессе ткачества либо путем вспенивания или спекания порошков металлов, керамик и полимеров. Природная древесина также может быть использована в качестве объемного наполнителя. К основным характеристикам таких наполнителей относятся объемная масса, общая, закрытая и открытая пористость и размер пор (ячеек). При заполнении пор каркасного наполнителя полимерным связующим формируется взаимопроникающая структура материала. Свойства таких систем в зависимости от концентраций наполнителя в разных направлениях могут быть изотропными или анизотропными и определяются свойствами исходных компонентов, их соотношением и степенью пропитки.
Пресс-формы для литья под давлением
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020