Забезпечення рівномірного змішування матеріалів у процесі виробництва килимків для захисту від ПЕ

I. Етап підготовки сировини

1. Точна система вимірювання

• Під час підготовки сировини використовується високоточне обладнання для вимірювання, щоб гарантувати точне додавання різної сировини в конкретних пропорціях. Для основної сировини, поліетилену (PE), будь то поліетилен високої щільності (HDPE) або поліетилен низької щільності (LDPE), його вага або об'єм точно вимірюється. Наприклад, використовуються електронні масштаби або об'ємні вимірювальні насоси з діапазоном помилок, як правило, контролюються в межах дуже невеликої маржі, наприклад ± 0,5%. Це гарантує, що частка різних партій PE сировини та інших добавок залишається послідовною.

• Вимірювання добавок (таких як антиоксиданти, УФ -стабілізатори, наповнювачі тощо) є однаково суворим. Візьмемо для прикладу антиоксиданти. Кількість додавання зазвичай визначається на основі певної частки ваги сировини ПЕ. Наприклад, 0,1 - 0,5 кілограмів антиоксидантів додаються на 100 кілограмів ПЕ. За допомогою точного вимірювального обладнання можна забезпечити точність цієї пропорції, закладаючи основу для подальшого рівномірного змішування.

2. Попереднє змішування

• Перед тим, як сировина подається в екструдер, проводиться процес попереднього змішування. ПЕ сировина та різні добавки розміщуються в спеціалізований змішувальний пристрій, наприклад, високошвидкісний змішувач. Лопатки цього змішувача обертаються з великою швидкістю, внаслідок чого сировина енергійно впадає в закриту контейнер. Наприклад, швидкість обертання змішувача може досягати 1000 - 2000 обертів на хвилину, а тривалість зазвичай становить від 10 до 30 хвилин, залежно від кількості та властивостей сировини.

• Під час процесу попереднього змішування менші частинки добавки рівномірно диспергуються серед частинок сировини PE. Наприклад, карбонат кальцію як наповнювач може рівномірно покрити поверхню частинок PE, що дозволяє цим добавці бути більш рівномірно включеним у матрицю ПЕ під час подальшої обробки.

Ii. Процес екструзії

1. Дизайн екструдерного гвинта

• Структура екструдерного гвинта відіграє життєво важливу роль у рівномірному змішуванні матеріалів. Зазвичай гвинт поділяється на різні функціональні секції, а саме розділ подачі, секцію стиснення та ділянку вимірювання. У розділі годування гвинтовий крок відносно великий, а основна його функція полягає в тому, щоб плавно передати сировину до наступного розділу.

• Коли сировина потрапляє в секцію стиснення, гвинтовий крок поступово зменшується, здійснюючи стиснення ефекту на сировину. Ця конструкція призводить до поступово ущільнення сировини під час переходу вперед, зменшуючи прогалини між різною сировиною та полегшенням змішування. Наприклад, коефіцієнт стиснення може бути розроблений між 2 і 4, щоб переконатися, що сировина буде достатньо стиснена, а різні компоненти зближуються.

• Гвинт у ділянці вимірювання в основному відповідає за точне управління виходом сировини та подальшого змішування матеріалів. Обертання гвинта генерує зсувні сили, які можуть розбити агломерацію частинок сировини і змішати їх рівномірно.

2. Контроль температури та плавлення

• У екструдері встановлюються різні температурні зони для досягнення поступового плавлення та рівномірного змішування сировини. У розділі годування температура, як правило, нижча, наприклад, 150 - 180 ° C. Ця температура дозволяє подавати сировину PE у стані твердих частинок. Коли сировина передається вперед, температура поступово піднімається. У секції плавлення температура може досягати 190 - 220 ° C, забезпечуючи повне плавлення сировини ПЕ.

• Добавки краще дисперговані під час процесу плавлення сировини ПЕ. Наприклад, антиоксиданти та ультрафіолетові стабілізатори рівномірно розподіляються в рідині ПЕ під час плавлення. Коли температура досягає відповідного діапазону в ділянці вимірювання, наприклад, 200 - 230 ° C, рідка сировина та добавки повністю змішуються, утворюючи рівномірне розплав, готуючись до ліплення екструзії.

Iii. Допоміжна роль наступних етапів обробки

1. Змішування просування під час охолодження та загартування

• Наприклад, під час процесу охолодження, наприклад, коли свіжос екструдований матеріал захисту від ПЕ охолоджується через охолоджуючі валики або водяне охолодження, молекули всередині матеріалу все ще знаходяться в дещо активному стані. Якщо на стадії змішування є незначні неоднорідні частини, повільний і рівномірний процес охолодження може додатково сприяти дифузії та змішуванню компонентів всередині матеріалу.

• Для деяких процесів, що передбачають загартування, де матеріал захисту нагрівається до температури нижче температури плавлення та утримується протягом певного періоду, цей процес також допомагає молекулярному руху всередині матеріалу, додатково гомогенізуючи будь-які можливі неоднорідні компоненти.

2. Механічні дії під час обробки

• У подальшому процесі календаря матеріал захисту сплющується і згладжується через набір роликів. Тиск і тертя між роликами здійснюють певну механічну дію на матеріал, що ще більше змішуючи компоненти всередині. Наприклад, коли матеріал проходить через валики календарії, різниця тиску між верхнім і нижнім валиками робить розподіл компонентів у напрямку товщини матеріалу більш рівномірним.

• У кроках різання та остаточних обробки, хоча основна мета не змішувалась, механічні сили та рухи, що пов'язані, також можуть мати певний вплив на загальну рівномірність матеріалу. Наприклад, під час різання вібрація та напруга на матеріал можуть спричинити деякі мікроскопічні корективи в структурі матеріалу, що може сприяти більш рівномірному розподілу компонентів дуже обмежено.