Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy

Transkrypt

1 Przetwórstwo tworzyw sztucznych i gumy Lab.7. Wpływ parametrów wytłaczania na właściwości mechaniczne folii rękawowej Spis treści 1. Cel ćwiczenia i zakres pracy Definicje i pojęcia podstawowe 2 3. Stanowisko pomiarowe Metodyka badań i sposób opracowania wyników Zadania do wykonania przez studentów Literatura 6 1. Cel ćwiczenia i zakres pracy

2 Celem ćwiczenia jest określenie wpływu parametrów technologicznych wytłaczania na właściwości mechaniczne folii rękawowej produkowanej z polietylenu. Zakres pracy obejmuje: dla układu roboczego składającego się z wytłaczarki Brabender i głowicy krzyżowej do formowania rękawa foliowego należy wyznaczyć właściwości mechaniczne folii produkowanej przy różnych prędkościach odciągu i dla trzech profili temperatur, wybrać optymalne parametry wytłaczania podsumowanie i wnioski końcowe. 2. Definicje i pojęcia podstawowe WYTŁACZANIE - proces technologiczny formowania półproduktów lub gotowych wyrobów polegający na wciskaniu uplastycznionego tworzywa dyszę wytłaczarki, która nadaje gotowy kształt formowanemu przekrojowi. Dysza znajduje się w głowicy wytłaczarki, do której ślimak podaje uplastycznione tworzywo. Rys. 1. Schemat wytłaczarki jednoślimakowej. WYTŁACZARKA - maszyna, w której przebiega proces wytłaczania. Jej zadanie polega na dostarczeniu do głowicy odpowiednio ujednorodnionego tworzywa - przy określonym natężeniu przepływu (wydajności procesu), ciśnieniu i temperaturze. Wytłaczarka składa się z układu napędzającego (silnika, przekładni), układu uplastyczniającego

3 (zasobnika, cylindra, ślimaka, grzejników, wentylatorów) oraz układu sterowania (mocy, temperatury itp.) Wytłaczarki można ogólnie podzielić na: jednoślimakowe, dwuślimakowe i specjalnej konstrukcji. SLIMAKI wytłaczarek jednoślimakowych dzieli się ogólnie na ślimaki klasyczne i niekonwencjonalne. Podstawowymi wielkościami charakteryzującymi ślimak są: - stosunek długości ślimaka do średnicy L/D, - stopień sprężania, czyli stosunek głębokości kanału w strefie zasilania do głębokości kanału w strefie dozowania. Ślimaki wykonuje się zazwyczaj ze stali stopowych 38HNJ lub 40HM. Aby uzyskać żądaną trwałość, poddaje się je zwykle azotowaniu jonowemu, chociaż stosowane są również inne metody obróbki cieplnej bądź cieplno-chemicznej, a także napawanie stopami o dużej odporności na zużycie. CYLINDER - wytłaczarki mogą być wyposażone w cylindry dwojakiego rodzaju: gładkie lub rowkowane. Cylindry rowkowane mają w strefie zasilania (na długości na ogół L = 3D) rowki rozmieszczone na całym obwodzie, wzdłużne lub śrubowe, ze względów technologicznych wykonane w tulei wciśniętej w cylinder. Rowki te mają zmienną głębokość, największą w miejscu zasypu tworzywa do cylindra, i stopniowo zanikają w strefie zasilania. GŁOWICE WYTŁACZARSKIE - ich zadanie polega na nadaniu przetwarzanemu materiałowi żądanego kształtu, przy zapewnieniu jednorodności termicznej i mechanicznej w całej objętości tworzywa, oraz wytworzenie odpowiedniego oporu przepływu (spadku ciśnienia) umożliwiającego realizację procesu wytłaczania. Głowice można podzielić, w zależności od ich przeznaczenia, np. na: głowice do wytłaczania profili pełnych, pustych lub otwartych; głowice do wytłaczania rur, folii, płyt, włókien; a także - głowice do powlekania drutu, do granulowania itp.

4 1. Stanowisko pomiarowe Badania będą przeprowadzone na stanowisku pomiarowym przestawionym na rys. 2. Głównym elementem jest wytłaczarka z głowicą krzyżową przeznaczoną do produkcji folii rękawowej. Polimer przepływa przez stałą szczelinę o przekroju okrągłym o średnicy 12mm. Następnie jest formowany rękaw za pomocą powietrza dostarczanego centralnym otworem. Rękaw chłodzony jest powietrzem od zewnątrz. Schłodzony rękaw przechodzi przez szczelinę wałków ciągnących. W ostatnim etapie folia nawijana jest na bęben magazynowy.

5 T 4 T 3 T 2 T 1 Rejestrator Rys.2. Schemat stanowiska pomiarowego, oznaczenia: 1. napęd, 2. sprzęgło bezpieczeństwa, 3. wytłaczarka, 4. grzałki, 5. głowica, 6. przyłącze, 7.spreżarka, 8. powietrze kalibrujące, 9. pierścienie chłodzące, 10. rolki ciągnące, 11. bęben nawijający, 12. rękaw foliowy 2. Metodyka badań i sposób opracowania wyników Pomiary należy wykonać zgodnie z poniższą procedurą: ustawić temperatury na strefach grzewczych wytłaczarki oraz głowicy dla pierwszej serii pomiarowej, zasypać tworzywo do leja wytłaczarki po okresie 30 min włączyć obroty ślimaka, uformować rękaw o szerokości 50mm i ustalić szybkość odciągu V 1,

6 uformować rękaw o szerokości 50mm i i ustalić szybkośc odciąguv 2 procedurę z punktu poprzedniego powtórzyć dla temperatur T 2 i T 3, pomierzyć grubość folii g, dla wszystkich próbek, pomierzyć wytrzymałość na rozciąganie Rm dla wszystkich próbek. Tabela 1. Parametry wytłaczania i właściwości folii rękawowej Parametry parametry folii wytłaczania l.p. Temp. głowicy Szybkość odciągu Szerokość rękawa Grubość folii Wytrzymałość na rozciąganie T g (x 1 ) V(X 2 ) B g Rm [ o C] [m/s] [mm] [mm] [MPa] 1 T 1 V T 1 V T 2 V T 2 V T 3 V T 3 V Zadania do wykonania przez studentów Przed wykonaniem pomiarów należy: zapoznać się z instrukcją laboratoryjną, wydrukować tabele 1, zapoznać się z funkcjonowaniem i budowa wytłaczarki Brabender, dokonać pomiarów na stanowisku laboratoryjnym zgodnie z procedurą z punktu 4, wykonać obliczenia, analiza wyników- dyskusja, podsumowanie ćwiczenia. 6. Literatura 1. Sikora R.: Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych, PWN Warszawa, 1994.