Extrudácia plastov je výrobný proces s vysokým objemom, v ktorom sa surový plast roztaví a tvaruje do kontinuálneho profilu. Vytláčanie vytvára také prvky, ako sú rúrky / hadice, tesniace pásy, oplotenie, palubné zábradlie , okenné rámy , plastové fólie a fólie, termoplastické povlaky a izolácia drôtov.
Tento proces začína privádzaním plastového materiálu (peliet, granúl, vločiek alebo práškov) z násypky do valca extrudéra. Materiál sa postupne roztaví mechanickou energiou generovanou otáčavými skrutkami a ohrievačmi usporiadanými pozdĺž valca. Roztavený polymér je potom nútený do lisovnice, ktorá tvaruje polymér do tvaru, ktorý sa vytvrdzuje počas chladenia.
histórie
Vytláčanie potrubia
Prvé prekurzory moderného extrudéra boli vyvinuté začiatkom 19. storočia. V roku 1820 Thomas Hancock vynašiel kaučukovú "mastikátor" určenú na regeneráciu spracovaných gumových zvyškov a v roku 1836 vyvinul Edwin Chaffee dvojvalcový stroj na miešanie prísad do gumy . Prvá termoplastická extrúzia bola v roku 1935 Paul Troester a jeho manželka Ashley Gershoff v Hamburgu v Nemecku. Krátko nato vyvinul Roberto Colombo z LMP prvé dvojzávitovkové extrudéry v Taliansku.
proces
Pri vytláčaní plastov je surovina zložená zvyčajne vo forme prekážok (malé guľôčky, často nazývané živice), ktoré sú gravitačne privádzané z vrchnej násypky do valca extrudéra. Prídavné látky, ako sú farbivá a inhibítory UV žiarenia (buď v kvapalnej forme alebo vo forme peliet) sa často používajú a môžu byť zmiešané do živice pred príchodom do násypky. Proces má veľa spoločného s vstrekovaním plastov od bodu extrudéra, hoci sa líši v tom, že je to obvykle kontinuálny proces. Zatiaľ čo pultruzia môže ponúkať mnoho podobných profilov v kontinuálnych dĺžkach, zvyčajne s pridaným zosilnením, to sa dosiahne vytiahnutím hotového výrobku z lisovnice namiesto pretláčania polymérnej taveniny cez matricu.
Materiál vstupuje cez hrdlo (otvor v blízkosti zadnej časti valca) a prichádza do styku so skrutkou. Otáčavá skrutka (normálne otáčajúca sa napríklad pri 120 ot./min.) Tlačí plastové guľôčky dopredu do ohrievaného valca. Požadovaná teplota vytláčania je zriedka rovnaká ako nastavená teplota valca vďaka viskóznemu ohrevu a iným účinkom. Vo väčšine procesov je nastavený vykurovací profil pre hlaveň, v ktorom tri alebo viac nezávislých PID- regulovaných ohrievacích zón postupne zvyšuje teplotu valca zo zadnej strany (tam, kde plast vstupuje) dopredu. To umožňuje, aby sa plastové perličky postupne roztavili, keď sa tlačia cez valcový kryt a znižuje riziko prehriatia, čo môže spôsobiť degradáciu polyméru.
Nadmerné teplo prispieva intenzívnym tlakom a trením, ktoré prebiehajú vo vnútri hlavne. V skutočnosti, ak extrúzna linka prechádza určitými materiálmi dostatočne rýchlo, ohrievače môžu byť vypnuté a teplota taveniny udržiavaná samotným tlakom a trením vnútri valca. Vo väčšine extrudérov sú prítomné chladiace ventilátory, ktoré udržiavajú teplotu pod nastavenou hodnotou, ak sa generuje príliš veľa tepla. Ak sa nútené chladenie vzduchom ukáže ako nedostatočné, použijú sa chladiace plášte.
Plastový extrudér rozrezaný na polovicu, aby ukázal komponenty
Na prednej strane valca roztavený plast opúšťa skrutku a prechádza cez sito, aby sa odstránili všetky nečistoty v tavenine. Obrazovky sú vystužené rozpernou doskou (hrubý kovový puk s mnohými otvormi, ktoré sú v nej vyvŕtané), pretože tlak v tomto bode môže presiahnuť 34 MPa . Súprava obrazovky / prerušovača tiež slúži na vytvorenie protitlaku vo valci. Potlačenie spätného tlaku je nevyhnutné pre rovnomerné roztavenie a správne miešanie polyméru a aký je tlak vytvorený, môže byť "vylepšený" zmenou zloženia sito (počet obrazoviek, veľkosť ich drôtovej väzby a iné parametre). Táto kombinácia lámacej dosky a panelu obrazoviek tiež eliminuje "rotačnú pamäť" roztaveného plastu a namiesto toho vytvára "pozdĺžnu pamäť".
Po prechode cez rozpernú platňu vstupuje do lisovnice roztavený plast. Živica poskytuje konečný produkt svoj profil a musí byť navrhnutý tak, aby roztavený plast rovnomerne pretekal z valcového profilu do tvaru profilu výrobku. Nerovnomerný tok v tomto štádiu môže produkovať produkt s nežiaducimi reziduálnymi namáhaniami v určitých bodoch profilu, ktorý môže spôsobiť deformáciu po ochladení. Je možné vytvoriť širokú škálu tvarov, ktoré sú obmedzené na kontinuálne profily.
Produkt musí byť teraz ochladený a to sa zvyčajne dosiahne ťahom extrudátu cez vodný kúpeľ. Plasty sú veľmi dobré tepelné izolátory a preto je ťažké rýchlo vychladnúť. V porovnaní s oceľou plazivo odvádza svoje teplo 2000 minút pomalšie. V vytláčacom potrubí s rúrkou alebo potrubím sa zapečateným vodným kúpeľom pôsobí opatrne kontrolovaným vákuom, aby sa novo vytvorená a stále roztavená rúrka alebo potrubie nezlomila. Pri výrobkoch, ako je plastová fólia, sa chladenie dosiahne ťahaním cez sadu chladiacich valcov. Pri fóliách a veľmi tenkých fóliách môže byť chladenie vzduchom účinné ako počiatočná fáza ochladzovania, ako pri extrúzii vyfukovaného filmu.
Plastové extrudéry sa po čistení, triedení a / alebo zmiešavaní takisto intenzívne používajú na opätovné spracovanie recyklovaného plastového odpadu alebo iných surovín. Tento materiál sa bežne extruduje na vlákna vhodné na sekanie do pôdy alebo peliet, aby sa použili ako prekurzor na ďalšie spracovanie.
Pokračovať ...
