Способ экструзии термопластов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 В 29 С 7/86 р р щдЙО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4090622/23-05 (22) 09.07.86 (46) 15.09 ° 88, Бюп. N - 34 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Орион" при Новочеркасском политехническом институте им.С.Орджоникидзе (72) С.И.Гончаров, H.È.Ìàìàåâ, В.В.Кузнецов, Т.Г.Мшвениерадзе, Ю.Е.Пономарев и P.À.Àíäðèàíoâ (53) 678.027(088.8) (56) Техника переработки. пластмасс.

М,: Химия, 1985, с. 202-205.

Патент США Ф 4237082, кл. В 29 F 3/08, опублик. t98t. (54) СПОСОБ ЭКСТРУЗИИ ТЕРМОПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к технологии переработки пластмасс, в частности к способу экструзии термопластов ° Способ позволяет повысить точность получаемых при экструзии изде1

„„SU„„423412 А1 лий (снизить среднеквадратичное отклонение усадки с (7,07-15,67) 1О 2 до (0,76-2,71) -10- Е и колебание усадки с (13,85-30,71) ° 10 2 до (1,485,8 1) -10 X. Это достигается тем, что участки оформпяющей поверхности экструзионной головки охлаждают до различных температур по зависимости мх

Т ° = Т .е " + Тв (1-е ), где

Т; — температура i-ro участка формую" щей поверхности головки; Тр — нижняя граница интервала плавления термопласта; Т вЂ” температура выходного участка формующей поверхности,на 5-15К превыщающая температуру кондиционирования погонажного изделия, К;

1 — длина формующего канала головки, м; x - расстояние от входа в формующий канал до i-го участка м; М вЂ” эм-, .пирический коэффициент, равный 1,333,0. 4 табл., 2 ил.

1423412

Изобретение относится к технологии переработки полимеров экструзией и может быть использовано на предприятиях, выпускающих погонажные изделия для машиностроения, мебельной промьппленности и строительства.

Цель изобретения — повьппение точ,ности размеров изделий.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Экструдируют длинномерное изделие — обойму винтового ,насоса из гранулированной антифрикционной композиции состава, мас.ч.:

Полиамид-6 1 О 100

Минеральное масло 10

Стеарат кальция 3

Графит коллоидный 10

Технологические характеристики ма-20 ериала:

ПТР = 20-23 г/10 мин (Т = 508K;

IP = 21,19Н)i нижняя граница равновесной температуры плавления материала равна 25 ! Р

Т = 488 К;

| температура выходной зоны, равная

Тв = 301K, на 10К вьппе температуры кондиционирования изделий, Длина 1 формующего канлла равна 30

1,2 м.

Охлаждаемая зона экструзионной головки разбита на 10 равных по длине автономных зон охлаждения ° Температуру зоны определяют в середине эоны.

Дорн снабжен собственной системой охлаждения, позволяющей поддерживать необходимое распределение температур ного поля по его длине, 40

Распределение температурного поля

ho длине мундштука и дорна устанавлиВают по зависимости и.х лл к

x-l x-г

Т; = Т e + Т (1-е ), .45 при эмпириче-ком коэффигденте М, равном 1, 1,33„1,60; 3,0 и ",О.

Температура контрольных точек в центре участков формующих поверхносгей приведена в табл. 1.

После кондиционирования изделий замеряют их размеры и по известной методике определяют усадку, среднее арифметическое значение усадки; средйеквадратичное отклонение и .колебание

Относительно среднего значения .

В табл . 2 приведены параметры, " характеризующие точность профиля длинномерных обойм, изготовленных по известному и предлагаемому способам, а также энергетические параметры процесса экструзии, Пример 2. Из гранулированной антифрикционной композиции состава, мас.ч.:

Поли †-додекалактам (Полиамид-12) 100

Минеральное маспо 10

Стеарат кальция 3

Графит коллоидный 10 экструдируют длиннэмерное изделие обойму винтового насоса по примеру 1.

Геометрические параметры профиля: наибольшая толщина — 30 мм, наименьшая толщина — 6 мм, Технологические характеристики материала:

ПТР = 15-18 г/10 мин (Т = 473 К;

Р = 21, 1 9H), нижняя граница равновесной температуры плавления материала равна

Т, = 448 К; температура расплава на входе в экструзионную головку равна 473 К.

Распределение температурного поля по длине экструзионной головки устанавливают по предлагаемому способу при температуре выходной зоны, равной

Т = 283 К, и эмпирическом коэффициенте М = 1 (кривая 1 на фиг . 1), M = 1,33 (кривая 2 на фиг. 1), М =

1,60 (кривая 3 нв. фиг. 1), М =

= 3,0 (кривая 4 на фиг, 1), М = 5,0 (кривая 5 на фиг, 1) . Охлаждение экструзионной головки по известному способу иллюстрирует кривая 6 на фиг. 1, На фиг. 2 изображен график, характеризующий охлаждение экструэионной головки по предлагаемой зависимости

1 при эмпирическом коэффициенте М =

1,6О и температуре выходной зоны, равной Т > = 265К (кривая 1 на фиг . 2), Т = 273К (кривая 2 на фиг.2), Т

283К (кривая 3 на фиг.2), Тп

293К (кривая 4 на фиг.2),ТБ=-ЗООК (кривая 5 на фиг.2), а также охлаждение головки по изве"тному способу до температур 265К (прямая б на фиг, 2), 273К (прямая 7 на фиг,2), 283К (прямая 8 на фиг. 2), 293К (прямая 9 на фиг. 2), ЗООК (прямая 10 на фиг.2) .

По методике примера 1 определялось колебание усадки. Значения колебания усадки для изделий, полученных по

3 где Т,.

Та блица 1

Температура ныи спо — — —— контроля от входа (т.к.) до т.к.х х10 м

М=1,33 соб, К М=t,0

440

458

474

471

477

280

445

367

403

437

280

320

357

402

414

429

280

295

322

368

402

382

280

14234 предлагаемому и известному способам приведены в табл.3.

Пример 3. С помощью экструзионных головок с мундштуками круглого профиля диаметром 21 мм и длиной

0,45; 0,60 и 0,80 м экструдируют приток из гранулированных композиций состава,м.ч.:

Р 1. t0

Полиг ексаметиленсебацинамид (Полиамид-610) 100

Графит коллоидHbIH 15

Минеральное масло

Стеарат кальция

Р 2.

Поли-g-додекалатам (Полиамид-1 2) 100 20

Минеральное масло 10

Стеарат кальция 3

Графит коллоидный 10

Р 3.

Полиэтилен низкой 25 плотности 100

Минер."льное масло 100

Стеарат кальция 20

Р 4.

Полиэтилен высокой 30 плотности 100

Минеральное масло 100

Стеарат кальция 20

Экструзионные головки охлаждают по предлагаемой зависимости при М

1,60 и температуре выходной зоны, равной 265 К, 283К и 300К. Равновесная температура плавления материала для композиций РР 1-4 соответственно равна 488К, 448К, 375К, 396К. Темпе- 40 ратура расплава для композиций РР 1-4 на входе в головку соответственко равна 508К, 473К, 423К, 418К. Для

Р точки Расстояние Известсравнения экструдируют пруток при неизменной скорости экструзии при охлаждении головки по известному способу. По методике примера 1 определяют колебание усадки. Значения колебания усадки приведены в табл. 4.

Формула и з о б р е т ения

Способ экструзии термопластов, включающий подготовку расплава, в. давливание через удлиненную формующую головку с одновременным охлаждением в головке до температуры ниже температуры плавления термопласта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности размеров изделий, участки оформпяющей поверхности экструзионной головки охлаждают до различных температур по зависимости

M x мх х-Г к-к

Т1Тр е+T (1е) - температура i-го участка формующей поверхности головки, К; — нижняя граница интервала температур плавления термопласта, К; — температура выходного участка формующей поверхности, на 5-15 К превышающая температуру кондиционирования погонажного изделия, К; — длина формующего канала головки, м; — расстояние от входа в формующий канал до x-ro участка, м, эмпирический коэффициент, равный 1, 33-3, О. в контрольных точках, К

Г

М=1,60 М=З,O M=5,0

1423412

Продолжение табл. 1

Температура в контрольных точках,К

М=1,60 М=З,О

M=5,0

М=1,33

И-1,0

372

280

351

337

299

284

342

280

322

310

286

281, 78

313

280

299

292

282

280

29 t

285

283

281

102

28?

280

281

281

281

281

114

280

281

281 281

281 281

Таблица 2

Способ

Йараметры

Иэвестный

Предлагаемый осадка, 7

1,612

О, 198 О, 129 О, 054 0,363 1,408

0!реднеквадратич ное отклонение усадки, х102Ж 15,67

7907

2,12

0,76

2,71

16, 11

Колебания усадки, Х10 Ж 30,71

13,85 4,16

t,48

5,81

20,62 (",ила тока привода

@нека, А

10-12

25-32 21-26 20-22 18-19 17-50 (, ила тока привода тянущего устройства, А

20-50

С уммар ный п отр ебляемый ток, А

32-60 25-32 21-26 20-22

18-19 1 7-50

У точки кОнтроля ("г.к.) Расстояние от входа до т.к.х х10 м

Известный спо соб, К

Контрольный

М=1,0

М=1,33 М=1,60 М=З, О

Контрольный

М= 5,0

1423412

Та блица 3

В известном способе

1 00 1 33 1 60 3 00 5 00

265 3,46 4,20 5,82 6,76 24,68 36,25

273 6,14 4,16 3,26 5,80 18,31 32,10

28,47

1,32 3,64 12,60

283 10,02 4, 12

13> 10 5э08 4>60 5>00 9 ° 10 20>64

293

300 15,37 6,77 5,42 5,14 8,56 15,32

Таблида 4

Колебание усадхи иэделий, х10>Х> при длине головки

Композици%> 11>

1 0,60 м

1 0>80 м

Г . Г

1 0>45 м

Т,-265 К Т,=283 К тв-300К

ТВ 265 К Тв 28 К Тв 300 К Ть-265 К Т -283 К Тв 300 К

6,61

1 26 > 50 4,86

3, 10

1,40

2 30,00 6>17 10 18 6,44

1,32

5,25

4,50

2,73

1,Э2

3 60,80 60,00 - 24,80 8 ° 50 16,40

8,37

3,20

10> 70

12,64

15,40 20, 1О

83,80 32,18

4 80,40 82,60

8,30

5,75

1 32,15 31,00 26,42 32,15

32,00 26,20

15, 13 37,08

14,40

2 36,60 29>52

28,93

3 56,40 42,70 36,60 57,60

43,20 34,70

4 80,40 65, 70 48,20

47,60

82,00

65,80

Темп ера тура Т8 выход но зоны, К

Колебания усадки изделий х10 >7.

По предлагаемому способу при М: (Экструзия по предлагаемому способу

1 2> 14 12>85 1 >42 8 ° 52,Экструзия по известному способу

33,00

36,00

55,80

80,50

31,40

28, 15

41,30

66, 20

25,80

15> 30

35,90

45>60

) 423412

f J

ОЮ 01d 050 04Р ОУУ 0Q 01/ О,К 02 11Ч

Рае. 1

7,А

4ЧО

3Z0

ЖО

ООб 0,18 ОМ 0,eJ 0ХЧ 0N 0,18 ОЖ 0Z 11Ч д:юа Р

Составитель А.Кондратов

Редактор А.Ревин Техред,Л.Сердюкова Корректор M,Äåè÷èê

Заказ 4480/21 Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4