вкратце
Здесь мы рассмотрим проблемы, связанные с экструзией труб из ПЭВП большого диаметра, особенно с толщиной стенки более 75 мм. К основным проблемам относятся неэффективное охлаждение и деформация расплава, что может нарушить равномерность толщины стенки. Для повышения прочности и качества труб предлагаются такие решения, как оптимизация расстояния между фильерами и использование менее деформируемых материалов.
Размеры и толщина труб из ПНД
Соблюдение размеров в установленных пределах является проблемой при экструзии толстостенных труб из ПЭВП большого диаметра (стенка > 75 мм) в связи с натеканием, обусловленным недостаточной прочностью расплава смолы.
Во время экструзии диаметр труб из ПЭВП увеличивается, что ведет к увеличению толщины; внутренняя часть трубы не может эффективно охлаждаться, и линейная скорость уменьшается.
Обычно для изготовления трубы большого диаметра требуется 3,3 часа; при этом могут образовываться сегменты с разной степенью кристалличности, толщины и влагосодержания. В большинстве процессов экструзии ПЭВП от 60% до 80% кристаллизации происходит на этапе охлаждения в рамках обработки, и до 90% - в течение недели после обработки. Для завершения кристаллизации, в зависимости от температуры окружающей среды, могут потребоваться месяцы. В любом случае, кристаллизация продолжается до тех пор, пока не будет достигнута устойчивая кристаллическая структура.
При производстве толстостенных труб внутренняя часть трубы остается расплавленной в течение целых десяти часов, что вызывает нисходящий поток расплава с образованием натеков. Это может привести к значительной неравномерности толщины стенки трубы.
Данное явление можно скорректировать двумя способами:
- Скорректировав щелевой зазор матрицы, но для этого потребуется определенное время и обязательное использование дополнительных материалов;
- воспользовавшись устойчивым к натекам ПЭВП и оптимизировав процесс охлаждения.
Традиционным способом уменьшить натекание является ручная регулировка эксцентричности матрицы, которая осуществляется до тех пор, пока не будет достигнут приемлемый профиль толщины стенки.
Чтобы минимизировать усилия и скомпенсировать эффект натекания, перед началом экструзии зазор матрицы регулируется таким образом, чтобы зазор в верхней части матрицы был больше и меньше в нижней части.
Мы можем использовать ультразвуковые толщиномеры, которые отображают изменения толщины на дисплее и располагают четырьмя точками измерений, расположенными под углом 90°друг к другу. В качестве альтернативы можно пользоваться портативной аппаратурой, измеряя толщину в различных точках трубы.
Узнав изменения толщины, мы можем произвести точную регулировку, соответствующим образом изменяя температуру сегментного нагревателя, чтобы контролировать толщину и уменьшить потери, а также улучшить качество.
В связи с большой толщиной стенок и медленным процессом охлаждения, обусловленным теплопроводностью полиэтилена, очень важно, чтобы находящийся в расплавленном состоянии ПЭВП обладал достаточной прочностью расплава, чтобы предотвратить натекание материала на дно трубы.
Известно, что использование гексена - органического соединения, разработанного для труб очень большого диаметра, повышает устойчивость к медленному росту трещин и быстрому трещинообразованию и обеспечивает более высокую прочность расплава.
Для увеличения вязкости при низких скоростях сдвига было скорректировано молекулярно-массовое распределение, что позволило уменьшить натеки и использовать тот же самый материал для труб меньшего диаметра.
Предложен новый способ уменьшения натеков, заключающийся во вращении труб во время охлаждения.
Вы можете узнать подробности у Яшодана Канаде - отличного технолога по производству ПВХ.
