Температурный режим работы экструдера

Температурный режим – это комплексная составляющая всех термических значений и их изменений на участках цилиндра и других нагреваемых зонах экструзивного оборудования. Режимы терморегуляции могут менять свои значения при замене вида обрабатываемого сырья, изменении скорости производства оборудования и вида применяемой фильеры. Правильный подбор режима температуры вместе с правильным соотношением движений шнека и дозирующего инструмента приводит к качественной пластификации обрабатываемого материала.

Между эффективной работой экструзивного оборудования и температурным нагревом цилиндрической поверхности есть прямая взаимосвязь. Увеличивая уровень выработки оборудования, происходит возрастание сдвиговых деформаций и трений между частицами полимера во время его пластификации. Температура полимера возрастает от тепла, которое выделяется из-за трения частиц материала между собой, об шнек и цилиндрическую внутреннюю поверхность. Если система охлаждения в данном случае не справляется со своей работой, может возникнуть местное перегревание пластика на отдельных участках оборудования.

Учитывая все вышеизложенные особенности экструдирования полимера, при «разгоне» станка зачастую приходится снижать температурную подачу нагревательных элементов. Следует учесть и обратный эффект: во время «разгона» оборудования может произойти ухудшение качеств обрабатываемого материала из-за сокращения времени нахождения полимера в цилиндре. В данном случае следует увеличить температуру.

В условиях, когда система охлаждения не способна справиться с дополнительной тепловой подачей, зоны цилиндра начинают разогреваться самостоятельно. Каждая зона может иметь температуру на несколько значений выше, чем это предусмотрено для переработки конкретного сырья. Чтобы устранить такую проблему нужно уменьшить производительность агрегата. В некоторой степени разгрузка шнека также может исправить ситуацию. Если нет возможности разгрузить шнек, и снизить производительность следует уменьшить подачу тепла на предыдущих участках экструдера. Все перечисленные методики можно использовать как отдельно друг от друга, так и совместно. Применяя любую из этих методик нужно избегать резких перепадов температуры, так как материал не будет поддаваться дальнейшим переработкам.

В конечном итоге полимер может недостаточно быть обработан тепловой энергией или, наоборот, перепластифицированным. Готовый профиль будет низкокачественным. Далее мы рассмотрим признаки полимерного профиля обладающего низкой надежностью.

Признаки недостаточной переработки полимера

Данные признаки являются субъективными и зависят от опыта оператора. Исправить проблему недостаточной переработки можно увеличив температуру на зонах нагрева, увеличив уровень наполненности шнека или повысив производительность.

Недогрев или недостаточный уровень переработки материала можно выявить по следующим признакам:

• Расслоение жгута на отдельные элементы.
• При растягивании жгут быстро разрывается.
• Надрыв кромок жгута.
• Конечное изделие обладает шероховатостью и сухостью (нормально произведенный профиль гладкий и немного маслянистый). Также поверхность готового изделия имеет незначительную матовость, когда в норме профиль должен быть глянцевым.
• Полимерный материал обладает излишней упругостью. Если его сдавливать, форма быстро восстановиться, отпечатки и следы наблюдаться не будут. У нормального материала при сдавливании образуется деформация с отпечатками на поверхности в мете механического повреждения.
• Могут наблюдаться отдельные ямки диаметром до 3 мм на готовом профиле. У нормального материала поверхность ровная.
• В колодцах дегазации наблюдается порошкообразные элементы или дробь. Это признаки недогрева или недостаточной обработки. Нормальный материал представлен в виде ленты, у которой края рваные.
• Шероховатость профильной поверхности является признаком перегрева. При правильно подобранной температуре изделие гладкое.
• Если на поверхности полимера в просвете между формирующим инструментом и калибратором наблюдается рябь или мелкие волны это может говорить как о перегреве, так и о недогреве. У правильно обрабатываемого жгута подобная картина не наблюдается.

Перегрев, «перепластикация» материала

К перегреву или «перепластификации» относится излишняя переработка полимера в период шнековой обработки из-за слишком высокой температуры цилиндрической поверхности и сдвигового деформирования. Описанные далее явления относятся к субъективным критериям. Данную ситуацию можно исправить снижением температурной подачи от нагревателей и уменьшением количества оборотов шнека и дозирующего инструмента либо уменьшением уровня заполнения агрегата.

Перегрев выявляется по следующим признакам:

• Полимерный материал становится излишне вязким и вытягивается без надрывов.
• В материале могут виднеться комочки и утолщенные участки, которые не поддаются разглаживанию при калибровке.
• Излишние показатели пластичности. Следы, оставленные после натиска плоскогубцев или пальцев, вытягиваются вдоль по направлению экструзии.
• На материале видны вздутые пузыри, несмотря на корректную дегазацию.
• И перерабатываемое сырье, и готовое изделие имеют желтый оттенок.
• Профиль имеет незначительную шероховатость поверхности.
• При просмотре поверхность материала на отрезке между формовочным и калибровочным инструментами не ровная.

Некоторые недочеты, возникающие от перегрева, могут совпадать с дефектами, возникающими при недогреве. Во избежание всех вышеописанных проблем следует контролировать состояние материала на всех зонах экструдера. В случае выявления одного из указанных признаков деформации следует снизить производительность оборудования и наладить температурный режим.