9- AMALIY MASHG`ULOT
Ekstruzion usul bilan polimer kompozitsiyasini olish sexini loyixalash.
Ishdan maqsad: Ekstruder tipidagi mashinalarning umumiy tuzilishini, ularning qurilmalarini, texnik tavsiflarini, asosiy xususiyatlarini talabalarga o`rgatish.
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
|
70-80 oC; 0,5-1,5 s
|
PE-VP
|
400-550
|
2,5-5,0
|
80-90 oC; 0,5-1,5s
|
PP
|
450-550
|
1,5-3,5
|
80-100 oC; 0,5-1,5s
|
PVX
|
450-800
|
0,5-1,0
|
70-80 oC; 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)
|
|
