1.3.1 Технологическая схема производства. Технологическая карта экструзии пленки

Экструзия полимерных пленок и листов.

Содержание:

1. Общие сведения о процессе

1.1. Технологические операции процесса производства

1.2. Технологическая схема процесса производства рукавной плёнки

1.3. Различные способы отвода рукава при получении пленки

2. Сырье для производства пленок

2.1. Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП)

2.2. Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)

2.3. Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)

2.4. Полиэтилен очень низкой и сверхнизкой плотности (ПЭОНП, ПЭСНП)

2.5. Полипропилен (ПП)

2.6. Поливинилхлорид (ПВХ)

2.7. Общие рекомендации по изготовлению пленок

2.8. Обозначение базовых марок

3. Входной контроль полимерного сырья

3.1 Объемные характеристики полимерного сырья

3.2. Влажность, содержание летучих веществ

3.3. Технологические свойства пластмасс

4. Основные элементы экструзионной линии

4.1. Загрузочный бункер и дополнительные загрузочные устройства

4.2. Загрузочное отверстие

4.3. Цилиндр

4.4. Устройство главного привода экструдера

4.5. Шнек

4.6. Фильтры

4.7. Экструзионные головки

4.8. Выбор оборудования для производства пленки с раздувом

5. Раздув и прием рукавной заготовки

5.1. Линия кристаллизации и ее влияние на свойства пленки

5.2. Формы рукавов пленки

5.3. Параметры рукавной заготовки

5.4. Охлаждение пленки

5.5. Приемное устройство

6. Организация технологического процесса производства рукавной пленки

6.1. Требования к помещениям и инженерным сетям при монтаже экструзионных линий

6.2. Монтаж и запуск оборудования

6.3. Процесс производства пленки

6.4. Правила эксплуатации экструзионного оборудования

6.5. Порядок действий при остановке линии

7. Оптимизация процесса экструзии

7.1. Выбор температурных и технологических режимов

7.2. Регулировка толщины пленок

7.3. Регулировка ширины пленок

7.4. Улучшение свойств пленки

8. Производство плоских пленок и листов

8. 1. Технологический процесс экструзии плоских пленок методом щелевой экструзии

8.2. Технологический процесс экструзии листов

8.3. Виды брака плоских пленок и листов

9. Термоусадочные пленки

9.1. Сырье для производства термоусадочных пленок

9.2. Типы и марки термоусадочных пленок, условные обозначения

9.3. Особенности технологического процесса производства термоусадочной пленки

9.4. Свойства термоусадочных пленок и факторы, их определяющие

10. Стретч-пленки

10.1. Классификация стретч-пленок

10.2. Сырье для производства стретч-пленок

10.3. Основные свойства стретч-пленок

10.4. Особенности процессов производства стретч-пленок

10.5. Сравнительная характеристика термоусадочных и стретч-пленок

11. Контроль качества готовой продукции

11.1. Основные параметры качества

11.2. Методы испытаний

11.3. Оценка прочностных свойств

11.4. Оценка оптических свойств

11.5. Оценка физических свойств

11.6. Стандарты технических характеристик для некоторых полимерных пленок

11.7. Условное обозначение изделий

12. Дефекты пленки и способы их устранения

13. Техническое обслуживание экструзионных линий

13.1. Регламентные работы

13.2. Чистка оборудования

14. Обеспечение безопасности труда

14.1. Техника безопасности при обслуживании экструзионного оборудования

14.2. Токсичность перерабатываемого сырья

15. Приложения

15.1. Технологическая карта

15.2. Операционная карта

15.3. Методы испытаний пластмасс

15.4. Способы идентификации полимерных пленок

15.5. Стандартные размеры пленок

15.6. Характеристика физико-химических, пожаровзрывоопасных и токсичных свойств веществ, выделяющихся при переработке полимерного сырья

Список литературы

produkt.by

Техпроцесс для полимеров - Продолжение-1

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ, МАТЕРИАЛОВ И ПОЛУФАБРИКАТОВ

3.1. Перечень полимерного сырья и вспомогательных материалов указан в таблице 2.

3.2. Основные показатели используемых полимеров.

Таблица 3

Наименование показателя	Норма для марки
	Линейный полиэтилен высокого давления			ПЭВД
	PE 51118Q	F- 0320	UT 404	15803-020
	г. Нижнекамск	Шуртанский	Корея	г. Казань
плотность, г/см³	0,916 – 0,920	0,918 – 0,922	0,918	0,917 – 0,921
ПТР, г/10 мин.	2,8 – 3,4	2,5 – 3,5	2,8	1,8 – 2,2
Прочность при разрыве, продольное, МПа поперечное, не менее	53 30	25 28	30 24	11,7
Относительное удлине – ние при разрыве, продольное, % поперечное, не менее	500 900	650 800	650 800	600
Свойства добавок	Антиоксидант, термостабили- зотор, антацид, диспергатор.	Скользящая	Нет данных	Без добавок
Тº-ра размягчения, ºС		84	98

ПТР - показатель текучести расплава - условная величина, характеризующая поведение полимера в вязкотекущем состоянии. Выражается количеством полимера в граммах, которое проходит через стандартное сопло диаметром 2,1мм в течение 10 минут, при определенных температуре и нагрузке. Для полиэтилена всех марок tº =190ºС; нагрузка для ПЭВД - 2,16кг.

4. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Технологический процесс изготовления двухслойной стретч-пленки методом экструзии через плоскощелевую головку состоит из следующих этапов:

1. общие сведения – оборудование, сырье;

2 - экструзия материала;

3 - формование полотна, охлаждение и протяжка, обрезка кромки, переработка отходов;

4 - намотка, контроль качества, взвешивание и складирование;

5 - перемотка;

6 - окончание работы.

4.1.1. На участке установлены две экструзионные линии производства стретч-пленки(2,3)

Основные элементы линии:

- два экструзионных червячных пресса А и В. На каждом экструдере имеется смеситель с дозатором; система терморегулирования с электронагревателями, вентиляторами обдува цилиндра, датчиками и приборами автоматики; электрооборудование с приборами управления и регулирования скорости; фильтр и трубопровод расплава.

- Адаптер и экструзионная головка с системами терморегулирования .

- Охлаждающие валки с узлом намотки.

- Обрезка кромок с капсулятором.

Вспомогательное оборудование: чиллеры для охлаждающей воды, компрессор сжатого воздуха, гранулятор, дозатор клеевой добавки, электронные весы, система кондиционирования воздуха с вытяжной и приточной вентиляцией.

4.1.2 Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПЭВД) при изготовлении затаривается в мешки из полиэтиленовой пленки весом по 25кг, упакованные в паллеты.

Перевозка разрешается всеми видами транспорта в соответствии с Правилами перевозки грузов. Хранят в закрытом помещении, исключающем попадание прямых солнечных лучей на расстоянии не менее 1м от нагревательных приборов.

Перед запуском в переработку ЛПЭВД должен быть выдержан не менее 12 часов в производственном помещении, если хранение производилось при температуре ниже +10ºС.

Перед подачей в производство следует проверить сырье на соответствие его требованиям технических условий. Использование сырья без анализов допускается при наличии паспорта завода-поставщика с указанием всех необходимых свойств.

На участок экструзии сырье завозится из склада (1) по заявке, учитывающей количество и марку.

4. 2. Экструзия материала

4.2.1. Подготовка линии к работе.

Эксплуатация экструзионной линии предполагает непрерывный режим работы в две смены по 12 часов в сутки. Обслуживают: машинист экструдера – 4й разряд и помощник -2й разряд. Допускается работа на двух линиях.

Перед началом работы машинист экструдера обязан внешним осмотром убедиться в исправности оборудования, всех ограждений, заземляющих устройств, местного освещения, пусковой и регулирующей аппаратуры, отсутствие посторонних предметов в загрузочном бункере и смесителе, проверить температуру в рабочих зонах, крепление термопар и срабатывание терморегуляторов при изменении показаний.

Выдается задание, включающее марку стретча (ручной, машинный), характеристики пленки (толщина, ширина, вес рулона), рецептура загружаемого сырья и объем выпуска.

4.2.2. По технологической карте выставляются требуемые параметры процесса:

- температуры по зонам цилиндра, фильтра, трубопроводов расплава, адаптера, плоскощелевой головки;

- проверяется состояние формующего зазора;

- подготавливается место для приема расплавленной массы;

- включается электрообогрев. Время прогрева отдельных элементов может составлять до 1 часа.

Включение в работу недостаточно прогретого оборудования запрещается, так как это может привести к поломке.

Если на оборудовании проводились ремонтные работы, то после прогрева необходимо подтянуть болтовые соединения.

4.2.3. Полимерное сырье (ЛПЭВД, гранулят, капсулят, ПЭВД) в количестве до 200кг. загружается в смеситель(4), при необходимости вводятся добавки (красители, клеевые, скользящие и др.). Перемешивается 3-5 минут. Сырье подается в бункер экструдера вакуум-загрузчиком. При дозировке в зону загрузки экструдера А клеевой добавки Индопол Н 300 заполняется расходный бачок (5) и включается электрообогрев до 70ºC.

4.2.4. Перед запуском линии экструдерщик обязан убедиться в отсутствии посторонних и подать звуковой сигнал. Включение в работу экструдеров начинают при скорости вращения шнека 10-15об/мин. Следят за токовой нагрузкой электродвигателей приводов. После выхода расплава из формующего зазора и стабильного течения, охлаждающий барабан подводится к головке, и полотно заправляется по валкам для охлаждения и выхода пленки. Начинается намотка на картонные шпули. Машинист экструдера плавно переводит на рабочие скорости оба экструдера и охлаждающие валки с намоточным устройством, добиваясь их синхронизации и получения пленки требуемых размеров по толщине. При необходимости производится корректировка параметров технологического процесса. Для образования адгезивного эффекта в нижний слой дозируется клеевая добавка.

4.2.5. Основные характеристики технологического процесса экструзии.

Линия укомплектована двумя экструдерами: А – диаметром 50мм и В - диаметр 65мм. соотношение L/D составляет 30(хорошая гомогенизация).

Червячный экструдер работает следующим образом. При вращении червяка материал из бункера захватывается в межвитковое пространство, перемещается по обогреваемому цилиндру вперед, нагревается, плавится, перемешивается. Продвигаясь по каналу шнека полимер, разогревается за счет тэнов, установленных на цилиндре и теплоты, выделяющейся вследствие вязкого трения.

По характеру процессов, протекающих на каждом участке червяка, можно его условно разделить на три зоны равной длины: питания, сжатия и дозирующую (выдавливания). Два участка: редуктор привода с упорным подшипником и загрузочное отверстие, имеют рубашки для водяного охлаждения. Для поддержания необходимого температурного режима на цилиндре экструдера установлены ТЭНы; они составляют четыре зоны обогрева с термопарами. Для охлаждения при местном перегреве установлены два вентилятора обдува. Однородная масса фильтруется от посторонних включений. Перед фильтром установлен датчик давления, который подает звуковой сигнал при повышении давления расплава до 20 бар. Это означает, что фильтр необходимо очищать. Переключение фильтра производится гидравлической системой. Далее масса по трубопроводу расплава поступает в адаптер. Адаптер (блок соэкструзии, дистрибьютер) служит для наложения потоков от экструдеров и получения в головке двухслойного-А-В или трехслойного-А-В-А полотна. Головка - плоскощелевая фильера изготовлена из инструментальной стали Ст. 45 (губа и планка хромированные) с трубчатыми нагревательными элементами. Все части машины: трубопроводы, фильтры, адаптер, головка оборудованы для нагрева и регулирования температуры. Цифровые контроллеры температуры на щите управления позволяют выводить линию на режим, когда при высокой производительности достигается оптимальное качество.

4.2.6. Ориентировочные температурные режимы экструзии ЛПЭВД указаны в табл. 4

Таблица 4

материал

температура по зонам в градусах , ºC

ЛПЭВД

ПТР

г /10 мин

ц и л и н д р

фильтр

трубопро-

вод расплава

адаптер

фильера

все зоны

2,8-3,2

145 –

155

155-

165

165-

175

175-

185

180-190

185-195

1,9-2,1

155-

165

165-

175

175-

185

185-

195

190-200

195-205

Указанные в таблице значения температур являются ориентировочными, задаются перед запуском экструдера в работу на подходящем по текучести материале. При работе корректируются с учетом изменения температуры при саморазогреве (особенно в 1 зоне цилиндра). Добавки в рецептуру ПЭВД, скользящие, модификаторы изменяют режим.

На плоскощелевой головке для стабильного истечения массы рекомендуется в концевых участках разогрев на 5 градусов выше, по отношению к центральной зоне.

( далее продолжение 2)

chemist-54.narod.ru

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРУЗИИ листов И ПЛОСКИХ ПЛЕНОК

Теория и практика экструзии полимеров

Технологические режимы переработки термопластов в листы, плоские и рукавные пленки зависят от природы, молекулярных и реологических характеристик материала, конструкции применяемого оборудования и ряда других факторов. Температуры экструзии могут варьироваться в довольно широких пределах, а значения технологических параметров, приведенные в табл. 6.7, следует рассматривать лишь как ориентировочные.

При экструзии плоских и рукавных пленок скорость потока расплава полимера различна в разных точках сечения головок. Благодаря наличию градиента скорости макромолекулы полимера ориентируются в продольном направлении потока. При экструзии листов и пленок из термопластов экструдат по выходе из формующего инструмента разбухает и, как правило, отбирается приемными устройствами. Окружная скорость валков калибрующего устройства превышает линейную скорость экструзии, и благодаря этому происходит дополнительная продольная ориентация. В ре-

тудьтате продольной ориентации макромолекул существенно возрастают прочностные свойства листов и пленок в направлении эк - сгрузин и уменьшаются — в поперечном направлении. Деформационные свойства в направлении экструзии могут как возрастать, гак и уменьшаться (соответственно снижаются или возрастают в поперечном направлении), в зависимости от применяемого материала и степени вытяжки.

По этой причине ориентированные полимеры обладают ани - ютропией механических свойств.

Если подвергнутые вытяжке листы нагреть выше температуры размягчения и дать возможность свободно перемешаться, то они самопроизвольно «ползут» (сокращаются), при этом прочностные показатели стремятся вернуться к значению, тля нерастянугого листа (пленки). При нагреве вытянугых листов ниже температуры плавления кристаллитов прочность снижается лишь незначительно, а путем фиксирования нагреваемого листа усадка может быть сведена к минимуму.

С повышением скорости сдвига или с возрастанием температуры расплава полимера увеличивается также поверхностный глянец листов.

11ри оценке листового материала наряду с качеством поверхности большое значение имеют их деформационно-прочностные показатели, определяемые для данного типа перерабатываемого материала параметрами экструзии. При дальнейшей переработке листового материала интересны закономерности изменения как деформационных, так и прочностных показателей в зависимости от угла к направлению экструзии.

В работе 1531 приведены результаты исследования зависимости деформационно-прочностных характеристик листов из ПЭН И от параметров экструзии. Листы экструдировались при температурах в головке 403, 423 и 443 К. Выходящий лист попадал на охлаждающие валки, температура которых поддерживалась постоянной (353 К) путем регулирования количества охлаждающей воды, подаваемой в полости валков. За степень ориентации принималось отношение окружной скорости калибровочных валков к линейной скорости экструзии. Линейную скорость экструзии вычисляли по формуле:

”л-э = рл’ (6.89)

гле G — массовый расход через головку; р, — плотность расплава полимера при температуре экструзии; В — ширина шели. см; h — высота оформляюшеи шел и. см.

Стандартные образцы для испытаний прочности при растяжении вырубали из листа, экструдированного через шель высотой в 2, 3 и 4 мм, под разными углами к направлению течения а (рис. 6.35). Для каждого значения угла а брали по четыре образца. Угол меня-

Рис. 6.36. Зависимость прочноезм при расылс нии Стр (/) и относительного удлинения при pai рыве гр (2) от утла ориенгании образцов а но oi ношению к направлению экструзии

Направление экструJHи

Рис. 6.35. Схема вырубки образцов из листовых термопластов

ли в пределах от 0 до 90'. Испытания проводили на разрывной машине при постоянной скорости, равной 350 мм/мин. Записи мости прочности при растяжении ор и относительного удлинения ер при разрыве для Г1ЭНП от степени вытяжки при температуре оформляющего инструмента (головки) 403 К представлены на рис. 6.36.

Из приведенных зависимостей видно, что максимальная прочность при растяжении наблюдается вдоль вытяжки при всех температурах экструзии и степенях вытяжки, т. с. при а = 0. С увеличением угла и прочность падает. Это объясняется тем, что по мерс отклонения от направления ориентации противодействующие силы межмолекулярного взаимодействия убывают. Относительное же удлинение вдоль вытяжки меньше, чем в перпендикулярном к ней направлении, что объясняется меньшей гибкостью и способностью к деформации предварительно распрямленных цепей. При этом оказалось, что при всех температурах экструзии характер кривых один и тог же, г. е. максимальная прочность и минимальное относительное удлинение наблюдаются при а = 0, а с увели чением угла а прочность падает, относительное удлинение возрастает.

Кривые зависимости прочности при растяжении ор и относится», ною удлинения при разрыве ер от угла а к направлению течения при одной и той же степени вытяжки можно получить, соединив cooi ветствующие значения на лучах р (кривые / и 2 на рис. 6.36). При

>том кривые / хорошо описываются следующей эмпирической зависимостью:

Op = A cos 2а + В, (6.90)

I лс о“ —^ значения прочности при растяжении при произвольных значениях угла "■ л = (°р ср — прочность при растяжении при а ш 0*, т. е. вдоль вы*

гяжки; ор — прочность при растяжении при а ■ 90‘, т. е. в перпендикулярном вытяжке направлении; # = (о'р +°р')/-; « — угол между направлением течения (ориентации) и осью образна.

Таблиц а 6.9. Виды брака при экструзии листов

Рекомендации по устранению

Прямые полосы в направлении экструзии

Прямые линии, перпендикулярные направлению экструзии (вдоль оси валков каландров)

Кривые линии на поверхности листа

Небольшие искривления линии вблизи одного из краев листа

Наличие зазубрин и инородных частиц на формующей поверхности головки

1 (аличис влаги в материале

Зазубрина или борозда на поверхности валка 11лохая адгезия наносимой па лист пленки к поверхности листа вследствие низкой температуры Прилипание листа к поверхности валка

Нибраиия комплектующих устройств или головки

IТлохое перемешивание материала в экструдере

Образование складок в зазоре между валками

Слишком высокая температура пленки, наносимой на поверхность листа

Очистка губок и ликвидация зазубрин

Сушка сырья Применение экс трудера с вакуумным отсосом Дополнительная полировка валка

Увеличить тс мне рагу ру ламинирующего валка

Уменьшить температуру валка или применить воздушное охлаждение Проверить комплектующие устройства, закрепить головку Изменить геометрию шнека, увеличить давление н головке или уменьшить частоту' вращения червяка

Отрегулировать зазор и снизить давление между валками

Уменьши I ь температуру ламинирующего валка, проверить колебание температуры на поверхности валка и. если необходимо. очистить валок изнутри

Рекомендации по устранению

«Оспины» на поверхности листа

Коробление листа

Непостоянство размеров листа по толщине

Тусклая поверхность

Плохое перемешивание материала в экструдере

Наличие влаги в исходном сырье

Низкая температура охлаждающих валков

Загрязненность сырья

Наличие воздуха в цилиндре экструдера

Грязь на валках

Неправильно подобрана температура охлаждающих валков

Недостаточно высокая квалификация оператора

Валок покрыт слоем полиэтилена высокой плотности

Низкая температура материала или охлаждающих валков, недостаточный глянец

Изменить геометрию шнека, увеличить давление в головке или уменьшить частоту вращения шнека

Сушка сырья. Применение экструдера с вакуумным отсосом

Повысить температуру валков

Установить более тонкие сетки. Очистить головку. Улучшить подготовку материала

Изменить геометрию шнека, применить вакуумный отсос, увеличить давление ы головке. уменьшить частоту врашения шнека

Очист ить поверхность охлаждающих валков влажной ветошью

Повысить температуру среднего валка, увеличить или уменьшить температуру калибрующих валков, увели чить или уменьшить степень вытяжки; исключить сквозняки, проверить температуру края листа

Проверить колебание производительности экструдера. Использовать более тяжелую головку

Очистить валок влажной ветошью

Повысить температуру экструзии или применить дополнительные методы нанесения глянца

Кривые 2 хорошо описываются эмпирической формулой

=-с cos 2а + Z), (6.91)

где с" — относительное удлинение при разрыве для произвольных значений угла а; 536

Оказалось, что с изменением степени вытяжки и температуры жструзии меняются и значения коэффициентов; общая же закономерность изменения стр и сохраняется.

правлении, т. с. при а = 90*; ер— относительное удлинение при разрыве нлоль исправления вытяжки, т. е. при а = О*;

В монографии Фридмана [19| приведены данные исследований физико-механических свойств плоских и рукавных пленок из МЭИII. показывающие зависимость разрушающих напряжений при растяжении от степени раздува и направления ориентации.

В процессе экструзии листов и пленок возникает ряд трудностей, связанных с дефектами получаемых изделий, наладкой процесса и т. д. В табл. 6.9 приводятся наиболее распространенные виды дефектов и рекомендации по их устранению.

Системы охлаждения экструзионных агрегатов для производства рукавных пленок должны обеспечивать: — заданную интенсивность охлаждения с целыо получения качественного изделия при заданной производительности экструдера; — заданную структуру пленки; — равномерность охлаждения …

При расчете процесса намотки пленки задают длину полотна или массу готового продукта. Если расчет рулона проводят по массе, то часто бывает необходимо исходя из диаметра рулона оценить толщину намотанной пленки. …

При изготовлении рукавной пленки длина зоны охлаждения определяется системой и интенсивностью охлаждения. Обычно используют охлаждение рукава с помощью кольцевого сопла («воздушного кольца#). Преимущества этого метода охлаждения перед другими (распылением воды, …

msd.com.ua

1.3.1 Технологическая схема производства. Технологическая карта экструзии пленки

Экструзия полимерных пленок и листов.

Техпроцесс для полимеров - Продолжение-1

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРУЗИИ листов И ПЛОСКИХ ПЛЕНОК

1.3.1 Технологическая схема производства. Метод экструзии как основной метод для получения пленок из полиамидов

Похожие главы из других работ:

1. Технологическая схема производства

3.2 Технологическая схема производства

4. Технологическая схема производства

4. Технологическая схема производства

1. Технологическая схема производства

3. Технологическая схема производства

1.1 Технологическая схема производства

2. Технологическая схема производства

3 Технологическая схема производства

2.1. Технологическая схема производства

1.3 Технологическая схема производства

2.1 Технологическая схема производства

2. Технологическая схема производства ДСП

3. Технологическая схема производства

2.1 Технологическая схема производства