IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Стекло экструзионное представляет собой сополимер метилового эфира метакриловой кислоты с метилакрилатом или этилакрилатом, в виде листов прямоугольной формы, полученных методом экструзии.

Производство экструзионного органического листа осуществляется на комплектной технологической линии, производства фирмы "Брейер", методом экструзии.

Процесс состоит из пяти стадий:

• прием и подготовка сырья;
• экструзия расплава;
• формование листа;
• оклейка, резка, штабелирование готовых листов;
• пакетирование.

Сущность процесса экструзии заключается в непрерывном выдавливании материала, нагретого до вязкотекучего состояния при температуре 170-280°С через формующую головку.

Основным агрегатом установоки является экструдер. Для производства экструзионного стекла на линии Л-200 используется экструдер с диаметром шнека 180 мм и длиной 36 диаметров.

Из загрузочных бункеров экструдера исходный материал под действием собственного веса поступает в загрузочную зону цилиндра и захватывается вращающимся шнеком.

Назначение загрузочной зоны цилиндра - подогреть материал перед подачей его в зону сжатия.

Загрузочную зону материал проходит в стеклообразном (нерасплавленном) состоянии. Пройдя загрузочную зону цилиндра, материал поступает в зону пластикации (плавления) или сжатия.

В зоне сжатия объем винтовых каналов, образованных гребнями соседних витков шнека, телом шнека и внутренней поверхностью цилиндра, постепенно уменьшается за счет уменьшения глубины канавок шнека при постоянном шаге. В зоне сжатия материал должен полностью расплавиться и перейти в вязко-текучее состояние. Подвод тепла к зонам цилиндра осуществляется через электронагреватели, которые размещаются на наружной поверхности цилиндра.

За зоной сжатия следует зона дозирования. Для удаления из расплава легколетучих веществ (остаточного мономера, влаги, продуктов деструкции) шнек экструзионной установки выполнен двух-стадийным. После первой зоны дозирования следует зона дегазации.

В зоне дегазации глубина канавок шнека резко увеличивается, давление на материал резко падает, в следствии чего происходит интенсивное выделение из расплава легколетучих компонентов. Зона дегазации выполняет функции зоны загрузки второй стадии шнека.

Температура в зоне дегазации поддерживается на 15-20°С ниже, чем в следующей зоне, для повышения вязкости расплава и лучшего продвижения материала в зону сжатия.

Низкая температура в зоне дегазации препятствует противотоку расплава и защищает зону дегазации от затопления. Далее расплав вновь сжимается и выдавливается через формующую головку. Из формующей головки полученный лист поступает на последующие узлы и агрегаты установок для окончательного формования, отвердения, резки на необходимый размер.

Производительность установки Л-200 по получению экструзионного органического стекла максимальная - 1000 кг/час.

Для получения качественной продукции надо работать на пределе термической стойкости сырья - достигается лучшая гомогенность расплава.

Нагрев и механические нагрузки зон каждого из отсеков надо равномерно наращивать по ходу расплава - это позволяет повышать температуру расплава с меньшей разницей температур между отдельной зоной цилиндра и расплава, в него поступающего, достигать наилучшего результата без деструкции материала. Чем выше температуры, тем меньше должна устанавливаться разница в нагреве соседних зон.

Температуры помпового отсека надо держать как можно выше - лучше дегазация и гомогенизация. Для этого же можно повышать давление перед помпой, предел - начало выброса расплава в вакуумный стакан и выход размазок на листе.

Чем ниже температура окружающей экструдер среды, тем сильнее пульсации расплава в цилиндре экструдера, т.к. чаще включаются нагреватели зон цилиндра и резче они охлаждаются вентиляторами.

На основе анализа процесса решается задача оптимального управления процессом экструзии оргстекла, целью которого является построение автономной системы управления температурным режимом.

Код для цитирования: Скопировать