Почему пленку и волокно необходимо уплотнять перед экструзией

Проблема: насыпная плотность

Экструдер — это объемное устройство в зоне загрузки. Он принимает определенный объем за оборот, и этот объем имеет соответствующую массу. Для жестких хлопьев эта масса значительна. Для рыхлой пленки она очень мала.

Следствием этого является то, что экструдер, рассчитанный на определенную производительность в килограммах в час, достигнет ее только при работе с материалом определенной насыпной плотности. Если подавать рыхлую пленку, витки шнека не заполняются; материал подается неравномерно; давление расплава колеблется; а производительность падает значительно ниже номинальной, независимо от настроек машины.

Вот почему насыпная плотность, а не пропускная способность, является ограничивающим фактором при переработке пленки и волокна.

Что происходит без уплотнения

Подача рыхлой пленки или волокна непосредственно в экструдер обычно приводит к:

• Пульсациям — подача материала то прерывается, то возобновляется, из-за чего массовый расход колеблется.
• Нестабильное давление расплава, — что проявляется на фильере в виде гранул разного размера.
• Наличию нерасплавленных частиц, из-за непостоянного времени пребывания материала в экструдере.
• Низкой достижимой производительности, часто значительно ниже номинальной мощности машины.
• Более высокому удельному энергопотреблению, так как экструдер работает в условиях, для которых он не был спроектирован.

Как работает компактор-питатель

Материал попадает в компактор — обычно это вертикальная камера с вращающимися ножами — где он измельчается, перемешивается и нагревается за счет трения без полного расплавления. Совокупный эффект заключается в:

1. Уменьшении размера поступающей пленки или волокна.
2. Уплотнении в крошкообразную массу с гораздо более высокой насыпной плотностью.
3. Частичной сушке, так как поверхностная влага удаляется за счет тепла трения.
4. Гомогенизации, благодаря чему материал, подаваемый в шнек, становится однородным.

Затем уплотненный материал подается в шнек экструдера в контролируемых условиях. Поскольку подача теперь стабильна по плотности и температуре, шнек заполняется должным образом, и процесс стабилизируется.

Что меняет уплотнение в последующих процессах

• Стабильное давление расплава на фильере, что обеспечивает постоянный размер гранул.
• Более высокая достижимая производительность из того же экструдера, поскольку витки шнека фактически заполнены.
• Улучшенная фильтрация, так как расплав становится более однородным к моменту достижения фильтра.
• Меньше влаги для термического удаления, поскольку часть ее была удалена в компакторе.

Когда требуется уплотнение

Уплотнение обычно требуется, когда исходный материал имеет очень низкую насыпную плотность:

• ПЭНП, ПЭЛНП и стрейч-пленка
• ПП и ПЭ тканые мешки и рафия
• Нетканые материалы и отходы волокон
• Пленка с сильной печатью или ламинированная пленка
• Любое сырье, которое было спрессовано в кипы и сохраняет низкую плотность после вскрытия

Обычно оно не требуется для промытых жестких хлопьев, дробленки или более плотных материалов из контейнеров, которые подаются в экструдер напрямую.

Решение принимается на основе измеренной насыпной плотности конкретного материала — показателя, который устанавливается в ходе обсуждения проекта, а не принимается как предположение.

Взаимосвязь с остальной частью линии

Уплотнение — это не изолированный выбор. Оно взаимодействует с:

• Мойкой и сушкой на предыдущих этапах — более влажное сырье требует больше работы в компакторе.
• Дегазацией на последующих этапах — влага, не удаленная в компакторе, должна быть отведена позже.
• Фильтрация — гомогенизированный расплав забивает фильтр более равномерно и предсказуемо.
• Одностадийная или двухстадийная грануляция — уплотнение часто меняет выбор подходящего варианта.

По теме: Одностадийная и двухстадийная грануляция · Решения для пленок из ПЭНП/ПЭЛНП · Системы грануляции пластика