Введение в принцип экструзионного формования пенопласта XPE и материнской платы из пенопласта IXPE и рабочий процесс экструдера
Недавно мой друг спросил о выборе экструдера для IXPE и хотел узнать о различиях между режимами экструзии IXPE и других экструдеров. Ниже представлен краткий обзор для коллег, которые рассматривают возможность работы с пеной XPE или IXPE.
Ⅰ. Принцип экструзионного формования вспененного материала XPE и основного листа вспененного материала IXPE
Формование листов из вспененного XPE и IXPE методом экструзии — это процесс, в котором смешанные сырьевые материалы XPE и IXPE экструдируются через шнек и цилиндр экструдера для производства листов из вспененного XPE и IXPE с целью равномерной пластификации сырья, такого как ПЭ, а затем продавливаются через фильеру экструдера для производства листов из вспененного XPE и IXPE с целью получения непрерывного продукта определенной ширины и толщины.
Принцип экструзии листов пенопласта XPE и IXPE:
ПЭ, АС и другие вспомогательные материалы полностью перемешиваются и поступают в цилиндр из бункера. Под действием вращения шнека экструдера для производства вспененного XPE и IXPE-мастер-листов они транспортируются в зону подачи благодаря трению и сдвигу между внутренней стенкой цилиндра и поверхностью шнека. Здесь сыпучие твердые частицы транспортируются вперед, сжимаются и уплотняются. В зоне сжатия глубина канавки шнека уменьшается, что еще больше уплотняет материал. Одновременно с этим внешний нагрев цилиндра экструдера для производства вспененного XPE и IXPE-мастер-листов, а также трение и сдвиг между шнеком и внутренней стенкой цилиндра повышают температуру материала и начинают плавиться, что является окончанием зоны сжатия. Зона гомогенизации обеспечивает однородность смеси и стабилизирует температуру. Зона дозирования экструдирует смесь в фиксированном количестве и под постоянным давлением до расплавления. После прохождения через Т-образную экструзионную головку смесь формуется и охлаждается, образуя изделия из вспененного XPE и IXPE-мастер-листов.
Ⅱ. Структура шнека экструдера для производства пенопласта из XPE и IXPE
Как правило, шнек экструдера для производства вспененного XPE и мастербатча для вспененного IXPE представляет собой трёхсекционный шнек. Конкретные функции и эффекты каждой секции следующие:
1. Секция подачи: отвечает за транспортировку смешанных твердых материалов, таких как полиэтилен. После того, как полиэтилен, асбест и другие смешанные пластики поступают в цилиндр из бункера экструдера, они постепенно продвигаются к головке экструзионной головки благодаря вращению шнека экструдера для производства вспененного XPE и мастербатча из IXPE. В секции подачи канал шнека заполняется сыпучими твердыми частицами полиэтилена (или порошком), и материал начинает уплотняться.
2. Участок плавления: Когда полиэтилен и другие смешанные материалы поступают в участок сжатия, постепенно уменьшающаяся канавка шнека и сопротивление головки экструзионной головки, пористой пластины и фильтрующего экрана создают очень высокое давление на материалы в цилиндре экструдера для производства вспененного XPE и IXPE, что приводит к их уплотнению. Одновременно с этим температура пластика постепенно повышается из-за внешнего нагрева цилиндра и внутреннего трения, возникающего при смешивании и сдвиге шнека и цилиндра. В традиционном трёхступенчатом шнеке с полной резьбой температура материала достигает температуры вязкостного течения в точке, где он касается стенки цилиндра примерно на 1/3 пути через участок сжатия, и начинает плавиться. По мере непрерывной транспортировки смешанного материала количество расплавленного материала постепенно увеличивается, а количество нерасплавленного материала уменьшается. Примерно в конце участка сжатия весь материал плавится и переходит в вязкотекучее состояние, но температура материала в каждой точке всё ещё неравномерна.
3. Гомогенизация и дозирование: После гомогенизации в секции гомогенизации температура материала становится относительно равномерной. Наконец, шнек выдавливает расплавленный материал в Т-образную головку с постоянным количеством, давлением и температурой, превращая в пенопласт XPE и исходные листы пенопласта IXPE.
Ⅲ. Состав оборудования для экструдера для производства вспененного XPE и основного листа вспененного IXPE.
Оборудование для формования чешуек пены XPE и пены IXPE состоит из экструдера, Т-образной экструзионной головки и вспомогательного оборудования для охлаждения и формования.
Основным узлом экструдера для производства хлопьев из XPE-пены и IXPE-пены является экструдер, который включает в себя систему экструзии, систему передачи, систему нагрева и охлаждения, тяговое устройство, устройство обрезки и намотки, а также систему управления.
1. Экструзионная система: Экструзионная система включает в себя бункер, шнек, цилиндр и Т-образную экструзионную головку. Смешанный мастербатч XPE и IXPE пластифицируется в однородный расплав посредством экструзионной системы и непрерывно выдавливается из экструзионной головки шнеком под давлением, создаваемым в процессе.
(1) Бункер: Бункер представляет собой временный резервуар для подачи в экструдеры мастербатчей для вспенивания XPE и IXPE. Смешанный мастербатч XPE и IXPE хранится в бункере и поступает в секцию подачи экструдера через загрузочное отверстие в нижней части. В нижней части бункера установлено запорное устройство для регулировки и перекрытия потока материала. Боковая стенка бункера оснащена смотровым стеклом и калибровочным дозатором.
(2) Шнек: важнейший компонент экструдера для производства листов из вспененного XPE и IXPE. Он напрямую влияет на качество и производительность экструзии листов из вспененного XPE и IXPE. Он изготовлен из высокопрочной и коррозионностойкой легированной стали.
(3) Цилиндр: металлический цилиндр с высокой термостойкостью и устойчивостью к давлению. Он изготовлен из прочной, износостойкой и коррозионностойкой легированной стали или композитной стальной трубы, футерованной легированной сталью. Цилиндр совместно со шнеком обеспечивает дробление, размягчение, плавление, пластификацию и уплотнение мастербатча из вспененного XPE и IXPE, а также непрерывную и равномерную транспортировку расплавленного материала в формовочную систему. Для вспененного XPE и IXPE длина цилиндра обычно в 25–30 раз больше его диаметра, что обеспечивает полный нагрев и пластификацию смешанных пластиков, таких как полиэтилен и асбест.
(4) Форма: Смесь XPE и IXPE равномерно и плавно подается в форму шнеком, при этом к расплавленной смеси XPE и IXPE прикладывается определенное давление формования. Расплавленная смесь XPE и IXPE пластифицируется и уплотняется в цилиндре и протекает через пористую фильтровальную пластину по определенному каналу через горловину головки в форму для литья, образуя мембранный лист IXPE и XPE определенной ширины и толщины. Для обеспечения равномерной толщины мембраны на головке обычно устанавливается несколько регулировочных болтов, толщина которых регулируется путем регулировки степени давления регулировочных болтов.
2. Система привода: Функция системы привода заключается в приведении в движение шнека экструдера для производства вспененного XPE и листового вспененного IXPE материала, а также в обеспечении крутящего момента и скорости, необходимых для шнека в процессе экструзии. Система обычно состоит из двигателя, редуктора и подшипников.
3. Устройства нагрева и охлаждения: Нагрев и охлаждение являются необходимыми условиями для процесса экструзии листов вспененного XPE и IXPE.
(1) Современные экструдеры для производства вспененного XPE и IXPE-материала обычно используют электрический нагрев, который подразделяется на резистивный и индукционный. Нагревательные пластины установлены на корпусе, горловине, головке и пресс-форме машины. Нагревательное устройство расположено снаружи цилиндра. При нагревании цилиндра полиэтилен внутри него нагревается, достигая температуры, необходимой для технологического процесса.
(2) Охлаждающее устройство: Это устройство предназначено для поддержания температуры смеси мастербатчей XPE и IXPE в диапазоне, требуемом для данного процесса. В частности, оно используется для отвода избыточного тепла, выделяемого трением сдвига при вращении шнека, чтобы предотвратить разложение, возгорание АС или затруднение формования из-за чрезмерной температуры. Охлаждение цилиндра можно разделить на водяное и воздушное. Как правило, экструдеры для производства вспененного XPE и мастербатчей IXPE используют комбинацию этих двух типов охлаждения. Охлаждение шнека в основном использует центральное водяное охлаждение, что позволяет увеличить скорость подачи твердой фазы материала, стабилизировать выход клея, улучшить качество продукции и снизить риск преждевременного вспенивания.
4. Вытягивающее устройство: После экструзии термопластика через фильеру, поперечное сечение экструдата отличается от формы и размеров поперечного сечения фильеры из-за двойного эффекта термического сжатия и расширения после выпуска. Кроме того, по мере непрерывной экструзии продукта его масса увеличивается. Без вытягивающего механизма он будет накапливаться и застаиваться. Поэтому экструдат должен вытягиваться непрерывно и равномерно, чтобы обеспечить непрерывность процесса экструзии и регулировать размеры поперечного сечения и свойства экструдированного профиля. Функция экструдера для изготовления мастер-листов из вспененного XPE и IXPE заключается в равномерном вытягивании расплавленного вспененного XPE и IXPE из Т-фильеры, контролируя и формируя толщину изделий из мастер-листов из XPE и IXPE.
5. Устройство обрезки и намотки: После того как изделия из вспененного XPE и вспененного IXPE сформированы и охлаждены, их обрезают в соответствии с необходимой шириной, сматывают и режут в соответствии с необходимой длиной (весом) и прокатывают в исходные листы вспененного XPE и вспененного IXPE.
6. Система управления: управляет тяговыми двигателями основных и вспомогательных машин, приводными масляными насосами, масляными (паровыми) цилиндрами и другими различными исполнительными механизмами экструдера для производства вспененного XPE и исходного листа вспененного IXPE, и позволяет каждому исполнительному механизму работать в соответствии с требуемой мощностью, скоростью и траекторией; одновременно она определяет и контролирует температуру, давление и расход основных и вспомогательных машин, обеспечивая автоматическое управление всем экструдером и контроль качества продукции.
Это принцип работы и структурная схема экструдера для листов XPE и IXPE. Надеюсь, это понятно.знаниябудет полезен всем друзьям, которые собираются заняться производством пенопластов XPE и IXPE.