Отримання комбінованих виробів методом соекструзії

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Багатошарові плівкові матеріали. Під цією назвою отримують композити, які складаються з двох або більше шарів плівок з різнорідних полімерів. При чому ці шари утворюють практично нероздільний матеріал. У таких плівках поєднуються властивості різних складових полімерів, а саме: поєднання високих механічних властивостей одного шару з підвищеною еластичністю іншого, підвищеної хімічної стійкістю третього.

Основна область застосування багатошарових плівкових матеріалів є упаковка різних речовин, в першу чергу харчових продуктів і медикаментів. Одне з найбільш перспективних напрямків використання багатошарових плівок - отримання бікомпонентних плівкових ниток і волокон.

Є три основних способи виробництва багатошарових плівок:

¨ з'єднання шарів перед екструзійної головкою;

¨ в самій голівці;

¨ після виходу з головки.

Найбільш поширені останні два способи. Ці способи носять назви соекструзії. Основними виробами, які отримуються в процесі соекструзії, є багатошарові плівки і листи. Розроблено також технологія отримання соекструзії багатошарових ємностей, труб, профільних та інших погонажних виробів. Широко соекструзії застосовується при нанесенні багатошарової кабельної ізоляції.

Принцип соекструзії заснований на тому, що кожен полімерний розплав готується на своєму екструдері, а далі вони з'єднуються в загальній голівці, де і формується виріб, що складається з шарів різних полімерів. Такий спосіб називається "два (або кілька) екструдера - одна головка", приклад такої головки на рис. 5.13. або як показано на рис. 5.48 і5.49. Він найбільш економічний. В цьому випадку відбувається якісна зварювання двох шарів і забезпечується висока адгезійна міцність з'єднання.

Даним способом доцільно отримувати багатошарові матеріали з полімерів, близьких по свій природі, таких як ПЕНП і ПП або дві марки одного виду полімеру з різними молекулярної масою і молекулярно-масовим розподілом (з різним ПТР). Проблема адгезії в цьому випадку неактуальна.

Двошарові рукавні плівки з жорстким внутрішнім шаром і більш м'яким зовнішнім шаром, використовуючи одну кутову головку, виготовляють за так званим методом Пратта. Обидва шару полімерів формуються окремо, а потім виходять рукава з'єднують під час роздування плівки (рис. 5.49).

У тих випадках, коли між шарами адгезія незначна, в зазор між шарами плівки

Мал. 5.48. Конструктивна схема головки, що забезпечує з'єднання розплавів полімерів в формуючої щілини: 1 - вхід розплаву, що утворює внутрішній шар; 2 - подача розплаву зовнішнього шару; 3 - регулювальні болти

Мал. 5.49. Конструкції екструзійних головок для отримання двошарових рукавних плівок зі зварюванням шарів після формуючого інструмента (метод Пратта): а - без додаткової обробки полімерів; б - з введенням між шарами розплавів окисляє газу; 1 і 2 - екструдери, нагнітають розплави полімерів зовнішнього (А) і внутрішнього (Б) шарів; 3 - ніпель, що подає повітря для роздування рукава; 4 - канал для подачі окисляє газу

подають окисляє газ. Це дозволяє комбінувати термопласти, що істотно розрізняються за структурою та властивостями, наприклад ПЕ і ПА або ПЕ і ПС.

Соекструзії з використанням декількох екструдерів, однією головки і спеціального розподільного блоку (адаптера) (рис. 5.50).

Мал. 5.50. Соекструзії тришарового плівкового полотна з використанням блоку живлення адаптера (1) і однієї плоскощілинній формуючої головки (2)

Кілька потоків матеріалів з різних екструдерів одночасно надходять в адаптер, в якому відбувається остаточний розподіл шарів по ширині головки, після чого матеріал подається в плоскощільнаа головку. За цією схемою можна отримувати найрізноманітніші плівки з числом шарів від 2 до 100, включаючи шари з нетермостабільних матеріалів або адгезиву, що з'єднують шари різних за властивостями полімерів.

Інший спосіб "два (або більше) екструдера - дві (або більше) головки" передбачає поєднання шарів після виходу заготовок з головок екструдерів на каландрового обладнанні, як показано на рис. 5.51. Цей спосіб широко застосовується при ізготовленіідублірованних і комбінованих плівок.

Мал. 5.51. Соекструзії двошарового матеріалу за схемою "два екструдера - дві головки": 1, 5 - відповідно основний і додаткові екструдери; 2, 4 - плоскощілинні головки; 3 - приймально-гладильне валковий пристрій Якщо до складу багатошарового плівкового вироби крім полімерів входять і інші матеріали (металева фольга, тканина, папір і т.п.), то такі вироби називаються комбінованими. Якщо вони складаються з двох шарів, то називаються дубльованими. Такі вироби одержують у такий спосіб.

Екструдіруемий розплав полімеру наноситься у вигляді плівки на рухому підкладку: на полотно паперу, тканини, алюмінієвої фольги або готову плівку з іншого полімеру. Сформований комбінований стрічковий матеріал пропускається між двома дублюючими валками каландра і далі поступово охолоджується (метод каширування).

Рукавна сітка формується при застосуванні кутовий кільцевої головки, як при отриманні рукавних плівок. Конструктивна особливість головки: між дорном і матрицею немає щілинного зазору, а на їх поверхні є циліндричні поглиблення по периметру у вигляді каналів. При зустрічному обертанні дорна і матриці струменя розплаву починають перетинатися, сплавлятися і утворюють переплетення. Утворюється циліндрична сітка, вузли якої формуються в місцях контакту струменів після охолодження.

Армовані шланги отримують на спеціальних трубних голівках. Вона має вузол укладання входять до неї армуючих волокон або ниток на розплавлений екструдат. Обертаючись з певною швидкістю в різних напрямках, волокно або нитка утворюють малюнок переплетення. Армовані стальнойсеткой поліетиленові труби (ПАТ) отримують за унікальною технологією, в ВАТ "Стройпластполімер" (м.Запоріжжя). Процес автоматичного безперервного зварювання арматури зі сталевого дроту Ø3 ÷ 4 мм в сітчастий циліндр суміщений з екструзією. Отриманий циліндричний каркас безперервно надходить між матрицею і дорном формуючої трубної головки і покривається екструдати. Далі труба проходить калибратор. Також розроблена унікальна система внутрішнього охолодження труби. Дані труби на основі ПЕВП спочатку були розроблені для атомних підводних човнів. Зараз такі труби Ø95, 125 і 200 мм на основі ПЕСД і ПЕВП стали широко застосовуватися при облаштуванні нафтових свердловин для перекачування нафтопродуктів і водоводах, замість сталевих. Перевага застосування ПАТ замість сталевих: це корозійна стійкість, довговічність (до 50 років), еластичність, більш високий робочий тиск до 10 МПа (у сталевих до 8 МПа).

Пористі (газонаповнені) екструдовані вироби отримують екструзією газонаповнених матеріалів. Залежно від природи, кількості порофору і технологічних режимів екструзії вироби можуть виходити з різною кількістю відкритих, сполучених і закритих пір, мати різну щільність. Режим екструзії такий, що спочатку плавиться полімер, а потім розкладається порофору. Тиск газу менше тиску розплаву перед входом його в формующую головку.

Другий спосіб отримання газонаповнених екструдованих виробів - насичення розплаву полімеру інертним газом (наприклад, фреоном), що подається під високим тиском (20 ÷ 40 МПа) через канали циліндра. Вспенивание розплаву відбувається відразу ж після виходу його з формуючої головки. При виробництві листів з пінополістиролу застосовується двостадійна екструзія. У другому екструдері йде охолодження розплаву і структуроутворення.