|
Namangan muxandislik-texnologiya instituti
|
| bet | 39/104 | | Sana | 17.02.2024 | | Hajmi | 13,19 Mb. | | #158020 |
Bog'liq JIXOZ majmua oxirgi variyantiQz = Qpl = Qd
Bundan tashqari suyuqlanmani formaga aylanishida va formadan chiqayotganda sodir bo’ladigan jarayonlar hisobga olinishi kerak: makromolekulalarni darajasi siljish tezligiga bog’liqligi, suyuqlanmaning tortish kuchi va tezligi, suyuqlanma oqimining elastikligini tiklash va boshqalar.
Ekstruziyalashning texnologik parametrlari:
Bularga quyidagilar kiradi: suyuqlanma harorati tsilindrda va kallakda, suyuqlanmaning kallakdagi bosimi, shnekning aylanish tezligi (chastotasi).
Optimal rejimni belgilashda termoplastning turi, uning molekulyar massasi, kompozitsiya tarkibi, buyumning o’lchami va shakli, foydalanilayotgan uskuna turlari va hokazolarni hisobga olish kerak.
Ekstruziyalash usuli bilan plyonka olish texnologiyasi
Oldin aytilganidek, termoplastik polimerlarni oquvchan holatga o’tkazib, har xil profilga ega bo’lgan teshiklar orqali uzluksiz siqib chiqarish – ekstruziyalash deb ataladi.
Bu usul orqali plyonka, list, truba, har xil kesimga va konfiguratsiyaga ega bo’lgan profil va setka olishda keng qo’llaniladigan usullar qatoriga kiradi.
Ekstrudorning bosh qismiga o’rnatilgan mundshtuk (kallak) orqali suyuqlik siqib chiqariladi. Kallak okib chiqayotgan termoplastga mahlum tashqi shakl berish uchun xizmat qiladi. Kallakdan chiqayotgan buyum, plyonka olishda “eng” (rukava) ko’rinishida salqin havo yoki boshqa usullar tahsirida sovib, qotadi. Plyonka olishda siqib chiqarish operatsiyasi bilan puflash operatsiyasi birgalikda olib boriladi. Bu usul ekstruziya yo’li bilan plyonka olish deb ataladi. Bunda “eng” ko’rinishida siqib chiqarilayotgan polietilen suyuqlanma ichiga bosim ostida havo yuboriladi. Havo bosimi tufayli ekstruder bosh qismidan chiqib kelayotgan “eng” kengayib, mahlum qalinlik va kenglikdagi plyonkaga aylanadi. Bu jarayon uzluksiz davom etib, olingan plyonka maxsus uskunalar orqali tortib barabanlarga o’raladi. Jarayon quyidagi operatsiyadan iborat:
Xom ashyoni tayyorlash va quritish.
Oquvchan holatga o’tkazish va uni bir jinsli suyuqlanma hosil qilish (gomogenlash).
“Eng”ni olish (formirovanie).
Plyonkani orientatsiyalash va sovutish.
Plyonkani baraban orqali o’rash.
Plyonkaning sifatini aniqlash.
Plyonka olish texnologiyasiga batafsil to’xtalib o’taylik.
Polietilen plyonka ishlab chiqarish texnologik sxemasi
xom ashyodan saqlovchi moslamalar;
tsisterna yoki polietilen keltirgan vagon;
oraliq saqlovchi idishlar;
xar xil qo’shimchalar uchun oraliq idishlar;
qo’shimchalarni o’lchash uchun moslamalar;
metall zarrachalarni ushlab qoluvchi moslama;
polietilenni ko’rish uchun uskuna;
ekstruder;
kallak;
plenkani tortish uchun moslama;
plenka yuzasini aktivlovchi moslama;
plenkani qirquvchi moslama;
plenkani o’rash uchun uskuna4
statik elektr zaryadlarni oldini olish moslamasi.
Rasmdan ko’rinib turibdiki, quritilgan polimer granulasi pnevmotransport orqali ekstruder bunkeriga uzatiladi. Granula bunkerdan ekstruder tsilindriga tushadi va shnekni vintkalar (mejvitkovoe) ora bo’shlig’ini to’ldiradi. Aylanayotgan shnek granulani oldinga qarab 2 va 3 zonalarga suradi. Buning natijasida granula oquvchan holatga o’tadi va formani (halqasimon tirqish) kallakni to’ldiradi. Kallakda suyuqlanma dorna tufayli perimetr bo’yicha tarqaladi va formadan chiqishda tsilindr shakliga ega bo’ladi (qopcha yoki “eng” shaklida). Suyuqlanmaga turg’un forma berish uchun uni tashqi tomondan havo yordamida sovutiladi. Qotish momenti “eng”ni xiralashuvi paydo bo’lishi bilan belgilanadi. Yahni kristallanish chegarasi (agar kristallanuvchi polimer bo’lsa, unda kristallizatsiya jarayoni sodir bo’ladi). Ekstrudat “eng” uzunasiga maxsus valiklar yordamida tortiladi va shu bilan bir qatorda “eng” ichidagi havo yordamida puflanadi. “Eng” ichiga havo vaqti-vaqti bilan berilib turiladi. CHunki havo diffuziya va utechka tufayli “eng” ichida kamayishi mumkin.
Keyin plyonka barabanga o’raladi yoki ikki tomondan qirqiladi. Qirkilgan “eng”ning chetlari qayta ishlanadi va granula holiga keltirilib, ishlatilayotgan toza granulaga qo’shiladi.
Plyonka ishlab chiqarishda uzun shnekli ekstruderlar qo’llaniladi. Bunaqa ekstruderni qo’llashdan maqsad, suyuqlanmada pulg’satsiya (tepib turish) ni yo’qotishdir. Qo’llaniladigan ekstruderlarning ko’rsatkichi L/D=20-25; D=20-90 mm. Tortib olingan plyonkani qalinligi 10 dan to 300 mkm gacha bo’lishi mumkin. Qalinligini o’zgaruvchanligi +10%.
Qolipning asosiy xarakteristikasi – suyuqlanmani oqishiga qarshilik ko’rsatish koeffitsenti.
Qolipdan oldin quyilgan suyuqlanmani filg’trlash setkasining ishlash qobiliyati bosimning o’zgarishi bilan aniqlanadi. Agar setkaning qarshiligi ko’paysa (ifloslanishi tufayli), unda uni almashtirish lozim.
Umumiy qilib aytilganda, ekstruderning ishlash qobiliyati unumdorligi talab qilinayotgan moshnostga nisbati bilan aniqlanadi.
Hozirgi zamon ekstruderlarida shunday jihozlar o’rnatilganki, ular tufayli zonalar bo’ylab haroratni nazorat qilish va avtomatik ravishda uni regulirovka qilish; suyuqlanma bosimini setkagacha va undan keyin nazorat qilish; ekstrudat va plyonkaning qalinligini nazorat qilish; shnekni aylanish chastotasini nazorat qilish; avtomatik ravishda havoni “eng” ichiga berish va boshqalarni amalga oshirish mumkin.
Bir xil qalinlikka ega bo’lgan plyonka olishda siqilgan havoni bir tekis va o’zgarmas bosim ostida yo’naltirish muhim ahamiyatga ega.
Plyonkaning qalinligi va kengligi “eng” ichiga havoni ko’p yoki oz puflash yo’li bilan boshqarib turiladi. Tajribalar shuni ko’rsatadiki, “eng ” puflash darajasi 250-300%dan oshmasligi yoki boshqacha qilib aytganda, puflangan “eng”ning diametri halqasimon tirqish diametridan 2,5-3 marta ko’p bo’lishi lozimligini ko’rsatadi.
SHu shartga rioya qilinganda puflangan plyonka qalinligi mashinaning bosh qismidagi halqasimon tirqishdan chiqayotgan parda qalinligidan taxminan 9-10 marta kichik bo’ladi.
Bu usul bilan PE, PP, PS, PA va boshqalardan plyonka olish mumkin. Polietilenning yuqori qovushqoqlik ko’rsatkichi PTR ga ega bo’lgan markalaridan foydalaniladi. Bu ko’rsatkichga ega bo’lgan polietilen “eng”i turg’un bo’ladi, uni kallakdan tortib olish imkoniyatini beradi.
Undan tashqari polietilenni oldindan quritish lozim, chunki namligi salbiy tahsir ko’rsatadi.
Texnologik jarayonning to’g’ri borishi uchun quyidagi ko’rsatkichlarga ahamiyat berish kerak:
Siqish darajasiga (stepeng’ sjatiya) — bu ko’rsatkich granula tushayotgan vint kanali hajmining (Vz) dozirovka zonasi kanalining hajmiga (Vd) nisbatan olinadi va quyidagicha ifodalanadi:
Kc = Vz/Vd
Puflash koeffitsenti plyonka “eng”i diametrining (De) dorna diametriga (Dd) nisbati bo’yicha aniqlanadi:
Kr = De/Dd
Tortish (vqtyajka) koeffitsenti plyonkaning harakat tezligining (Vp) ekstrudatning harakat tezligiga (Ve) nisbati, yahni ekstrudatning kallakdan chiqish tezligi orqali topiladi:
Kv = Vp/Ve
Plyonkaning qalinligini quyidagicha hisoblash mumkin:
Bpl = Be/KrKv
Bu yerda: Be — ekstrudatning qalinligi;
Kr — puflash darajasi;
Kv — tortish darajasi.
Plyonkalarni polimer materiallarning hossalariga qarab (qattiqligi, termik turg’unligi) har xil usullar bilan olish mumkin. Eni, usulga qarab polietilendan olingan plyonka 24-32 metrgacha bo’lishi mumkin. PVX dan olingan plyonka odatda valg’tslash va kalandrlash usuli bilan olinadi va eni 2,5m gacha bo’ladi. Polietilentereftalardan olingan plyonka ham 2m enli bo’ladi.
Plyonkalar ko’p qatlamli, ko’p rangli va armirlangan bo’lishi mumkin. Bu materiallarni olishga bir necha ekstruderlarning birga ishlashi (soekstruderq) orqali erishiladi.
Demak, ekstruziyalash usuli eng ko’p ishlatiladigan usul hisoblanadi. Shu bilan birga valg’tslash va kalandrlash usuli ham ishlab chiqarishda o’z o’rnini topgan (PVX uchun). Plyonkalar eritmadan quyish (poliv) usuli bilan ham olinishi mumkin. Buning uchun tiniq eritmani sayqallangan yuzaga yoki cho’ktiruvchi vanna orqali uzatib olinadi.
Ekstruziyalash usuli bilan qayta ishlanadigan ayrim termoplastlarning hossalari
Termoplastlar
|
Sochilish zichligi, kg/m3
|
Ruxsat etilgan namlik, %
|
Issiq havo bilan quritish rejimi
|
PE-NP
|
350-500
|
1,5-3,0
|
70-80oC; 0,5-1,5 s
|
PE-VP
|
400-550
|
2,5-5,0
|
80-90oC; 0,5-1,5s
|
PP
|
450-550
|
1,5-3,5
|
80-100oC; 0,5-1,5s
|
PVX
|
450-800
|
0,5-1,0
|
70-80oC; 2-4s
|
Ekstruziyalash uchun qo’llaniladigan termoplastlar markalarini ko’rsatkichi va qo’llanilishi
Termoplast markasi
|
PTR
|
Qo’llanilishi
|
PE-NP
|
0,2-1,7
|
plyonka, umumiy qo’llanish
|
PE-VP
|
2,0-5,0
|
qog’oz yoki matoning ustini qoplash uchun
|
PMMA
|
0,5-2,5
|
quvur, varaqlar
|
PP
|
0,4-0,7
|
elektroizolyatsiya uchun plyonka olish
|
PVX-plastikat
|
3,0-15,0
|
kabellarni izolyatsiya qilish uchun
|
Ekstruziyalash usuli bilan qayta ishlashning texnologik rejimlari
Termoplast markasi
|
Harorat, oC
|
Bosim,
setkagacha (setkadan keyin)
|
PE-NP
|
110-150
|
15-25 (10-15)
|
PE-VP
|
130-190
|
20-30 (13-18)
|
PP
|
180-250
|
20-30 (15-20)
| Trubalar olish texnologiyasi
Ma’lumki hozirgi paytda gaz, vodoprovod, kanalizatsiya tarmoqlari qurishda plastmassadan yasalgan trubalar ko’p ishlatilmokda. Bu trubalar zanglamasligi (50 yilga chidaydi), bo’yab turishni talab qilmasligi, suyuqlik harakatiga kam to’sqinligi (ichki yuzasi silliq bo’lgani tufayli) va boshqa xususiyatlari bilan po’lat va cho’yan trubalardan afzal turadi.
Plastmassa trubalarni yetkazish va montaj qilish ham oson va arzon. Misol uchun, “Kazantsorgsintez” zavodini olsak, u yerda 1200 mm gacha bo’lgan yuqori zichlikka ega bo’lgan polietilendan ko’p miqdorda trubalar chiqarib turilibdi.
Plastmassa trubalarning (PE-SP olingan) yana afzalligi shundan iboratki, ular sovuqka chidamli (-70oS), elastik xususiyatlari saklanadi, egiluvchan, vazni yengil va h.k.
Plastmassa trubalarning kamchiligi — ularning yuqori issiqlikka bardosh bera olmasligidir.
Ko’pincha trubalar polietilendan (70%) va PVX dan (30%) (qattiq va yumshoq) tayyorlanadi.
Polietilen trubalar asosan ekstruziyalash, ya’ni ma’lum diametrli teshikdan uzluksiz siqib chiqarish usuli bilan olinadi. Uning olinish texnologik protsessi quyidagi rasmda keltirilgan.
Bu rasmdan ko’rib turibsizki, truba olish texnologiyasi quyidagi bosqichlardan iborat: granula xoldagi polimer ekstruder tsilindrida yumshoq xolga keltirilgan massasini halqasimon teshikdan siqib chiqarish; kalibrlash; sovutish; mahlum uzunlikdagi bo’laklarga kesish yoki g’altaqsimon barabanlarga o’rash.
Ekstrudordan suyuqlangan polietilen siqib chiqariladigan halqasimon tirqishning ko’ndalang kesimi trubaning ko’ndalang kesimidan ozgina ortiq bo’lishi kerak. CHunki kalibrlash (moslama) vaqtida truba zagotovkasi nasadka ichida qisman cho’ziladi. Ekstrudorning bosh qismidan siqib chiqarilayotgan polietilen massasi tsilindr shakliga kirib, u to’g’ridan-to’g’ri kalibrlash nasadkasiga o’tadi. Bu yerda truba birmuncha soviydi, qotadi va kalibrlanib, muayyan tashqi diametrga ega bo’lgan holda chiqa boshlaydi.
Odatda truba tashqi diametri bo’yicha kalibrlanadi va trubalar ko’ndalang yo’nalishda ikki xil usulda: vakuum hosil qilish usuli yoki truba ichidan siqilgan havo yuborish yo’li bilan cho’ziladi.
Kalibrlash nasadkasidan chiqayotgan truba hali issiq bo’lgani uchun, u egiluvchan va oson deformatsiyaga uchraydigan bo’ladi. SHu sababli u nasadkadan chiqishi bilanoq sovutish vannalarida yoki ustidan suv quyish usuli bilan sovutiladi. Sovugan trubalar qattiq va deformatsiyaga uchramaydigan bo’ladi.
Texnologik jarayonning rejimi
Texnologiya tanlashdan oldin trubani tashqi diametri, ichki diametri va trubaning qalinligini; profillar uchun uning enini, balandligini; kabellar uchun tashqi diametri yoki izolyatsiya qatlamining qalinligini bilish kerak.
Ekstruziyalash usuli bilan truba olish texnologik parametrlari plyonka olishdagi parametrlardan deyarli farq qilmaydi. Truba olish uchun ishlatiladigan, masalan, polietilen yuqori molekulyar massaga (PTR kam) ega bo’lishi kerak. Bu trubani ekspluatatsiya qilish (yuqori bosimga chidamligi) sharoitiga bog’liq.
Silindr zonalari bo’yicha harorat (oS) polietilendan truba olishda PENP (PEVP) uchun 115(140); 120(160); 130(170); 140(190) bo’ladi. SHu ekstruder kallagining 3 zonasida harorat 140 (210); 140 (220); 150 (220) bo’ladi. Kalibrlovchi havoning bosimi (MPa) (izbqtochnoe): 0,08-0,1 (0,1-0,12).
Suyuqlanmaning kallakdagi bosimi 30 MPa gacha boradi. Suyuqlanmaning kengayishini (razbuxaniya) hisobga olgan holda trubaning ko’ndalang kesma yuzasi (S) forma hosil qiladigan kallak tirqishidan 10-15% gacha ko’p bo’lishi kerak.
Kalibrovka qilgandan keyin trubani diametri, nasadkaning diametriga teng bo’lib chiqqan holda 10-25% ortadi; truba devori qalinligi kamayadi, yahni Dnasadka > Dmundshtuk.
Rossiya GOSTi bo’yicha 4 xil truba ishlab chiqariladi. Ularning bir-biridan farqi suv bosimining ushlash qobiliyati bilan ajraladi:
-
Truba turlari
|
Suv bosimi 20oC, Mpa
|
L (engil)
|
0,25
|
SL (o’rta yengil)
|
0,40
|
S (o’rta)
|
0,60
|
L (og’ir)
|
1,0
|
Yuqorida keltirilgan texnologik sxema bo’yicha Dtashqari =400 mm gacha, qalinligi 30 mm gacha bo’lgan trubalar ishlab chiqiladi. Katta diametrli trubalar olish uchun katta diametrga ega bo’lgan shnekli ekstruderlar qo’llaniladi.
Truba va shlanglar ishlab chiqarish uchun halqasimon to’g’ri oqimli kallaklar (kolg’tsevuyu pryamotochnuyu) qo’llaniladi. Uning tuzilishi rasmda keltirilgan.
Bu rasmdan ko’rib turibsizki, kallakning asosiy kismlari quyidagilar:
Siqilgan havoni kiritish shtutseri
Korpus
Regulirovka qiladigan vintlar
Mustahkamlovchi moslama
Tross siljuvchi probkani ushlab turish uchun (kalibrlash moslamada)
Truba zagotovkasi (trubnaya zagotovka)
Truba ichiga siqilgan havo yuborish uchun kanal
Matritsa
Dornani ushlab turuvchi moslama
Dorna
Kabellarni, elektr tokini o’tkazuvchi simlarni izolyatsiya qilishda ekstruderlarni formalovchi kallagi boshqacha konstruktsiyaga ega, yahni vkladishli bo’ladi. Buning konstruktsiyasi tavsiya qilingan adabiyotlarda keltirilgan.
Murakkab profilga ega bo’lgan buyumlarni olishda suyuqlanmaga katta qarshilik ko’rsata oladigan kallaklar qo’llaniladi.
Polivinilxlorid asosida tayyorlangan kompozitsiyadan ikki shnekli ekstruder yordamida qattiq trubalar olinadi. Bu trubalarni viniplast trubalari deb ham aytiladi. Polietilenga nisbatan PVX kompozitsiyasidan olinadigan trubalarda ekstruziya harorati boshqacha bo’lishdan ham farq qiladi. SHuni ham eslatib o’tish kerakki, viniplast trubalarning issiqlik o’tkazuvchanligi po’lat trubalarnikiga qaraganda 400 marta kam. SHuning uchun ham bunday trubalarning tashqi devorlarida suv tomchilari hosil bo’lmaydi.
Agar polietilendan olinadigan trubalarni ekstruderdan chiqayotgan qovushqoq-oquvchan holatda 200oC dan ortiq ushlab turish mumkin bo’lsa, PVX dan olinadigan trubalar uchun 170-180oC dan ortmasligi kerak, chunki PVX ning termik turg’unligi polietilenga nisbatan ancha past.
Polietilen va poliprolipendan trubalar olishda (ayniksa, tashqi vodoprovod tarmoqlari uchun ishlatiladigan trubalar) tarkibiga (granulaga) 2-2,5% miqdorida yorug’lik stabilizatorlari — qurum (chernaya saja) qo’shilgan bo’ladi.
Qayta ishlash texnologik parametrlarining truba, shlang, profillar hossasiga tahsiri.
Olinayotgan buyumlarning hossalariga eng avvalo kalibrlash bilan bir paytda qisman sovutish jarayoni tahsir ko’rsatadi. Undan tashqari quyidagilar tahsir ko’rsatadi: kalibrlashda ekstrudatni deformatsiyalanish darajasi; kalibrlashdagi zagotovkani sovutish tezligi; buyum olishda ekstruziya parametrlari.
Trubalar ishlab chiqarishda braklar turi
Ichki va tashqi yuzaning notekisligi;
Trubaning geometrik o’lchamlarining chizmaga to’g’ri kelmasligi;
Uzunasiga darz ketishi;
Mexanik hossalarining pastligi;
Qoldik deformatsiyani ko’pligi;
Yuqori kirishishligi va boshqa sabablar.
Ko’p shnekli ekstruderlar orqali buyum olish
Ekstrudorlar ikki shnekli bo’lishi mumkin. Bu shneklar parallel yoki ketma-ket joylashgan bo’lishi mumkin.
Aralashtirish sifatiga qo’yilayotgan talabga qarab shneklarni narezkalari har xil konstruktsiyaga ega bo’lishi mumkin.
Ekstrudorlarda shneklar vertikal yoki gorizontal joylashgan bo’lishi ham mumkin. Bunday ekstruderlar konstruktsiyasi ayrim polimerlarni qayta ishlashda qo’llaniladi.
Yuqorida keltirilgan ekstruder turlari plastmassa poroshok yoki granula holatdagi komponentlarni aralashtirishda; plastmassani qayta ishlashda va termik turg’un bo’lmagan ayrim polimerlardan (PVX) buyum olishda qo’llaniladi.
List va har xil profilga ega bo’lgan buyumlarni olish texnologiyasi
Muayyan uzunlikka va shu uzunlik bo’ylab o’zgarmas ko’ndalang kesimga ega bo’lgan buyumlar (uzunasiga o’lchanadigan) qatoriga listlar, har xil profilga ega bo’lgan buyumlar kiradi. Listlar ko’pincha ABS plastikidan va PVX kompozitsiyasidan olinadi.
Har xil profilga (rom uchun plintuslar) ega bo’lgan buyumlar qattiq PVX kompozitsiyasidan tayyorlanadi. Bu buyumlarni olishda ekstruziyalash usuli keng qo’llaniladi. Bunda suyuqlantirilgan polimer ekstruderning bosh qismidagi yassi (yoki profil shaklidagi) tirqishdan siqib chiqariladi, unda buyumning qalinligi (list misolida) shu tirqishning qalinligi bilan belgilanadi. CHiqayotgan suyuqlanma maxsus uskunalar orqali tortib olinadi va silliq vallar orqali o’tkazilib, uning qalinligi to’g’rilanadi va sovutiladi. SHu jarayonda orientatsiya protsessi ham ketadi.
Uzunligi o’lchanadigan polimer buyumlar yuqori fizik-mexanikaviy (asosan orientatsiya protsessi tufayli), dekorativ-badiiy hossalari jihatdan estetik va boshqa xususiyatlari bilan boshqa materiallarga taqqoslanganda buning afzalligini ko’rish mumkin.
List olishda chervyaki uzunrok bo’lgan ekstruderlar ishlatiladi (L:D=25:35). Bunga sabab termoplastlarni yuqori qovushqoqlik markalari ishlatilishidir (PTR - 0,2-0,5 g/10min). Bunaqangi termoplastlardan list olishda (qalinligi 0,8-2 mm) ekstruderni qolipi (formuyuo’iy instrument) katta qarshilik ko’rsatadi va natijada ekstruderning unumdorligi kamayib ketishi mumkin. Unumdorligini oshirish uchun jarayon biroz yuqori haroratda va siljish deformatsiyasini (sdvigovaya deformatsiya) intensivlash tufayli erishish mumkin, undan tashqari sifatli list olish uchun suyuqlanmaning gomogenlash darajasi ancha yuqori bo’lishi kerak.
List olishda texnologik parametrlarga quyidagilar kiradi:
|
| |
