Каждая рецептура имеет свой запас прочности.

Предполагается, что 10% этого запаса

будет использовано при изготовлении изделия

и 90 % останется для эксплуатации изделия.

Зачем производить изделие, у которого нет запаса прочности?

.
Для переработки гранулы в изделие есть только одно правило — перерабатывать нужно на правильной температуре — по состоянию материала. Приборы показывают температуру цилиндра, а не материала. При низких температурах — недоплав и изделие получится хрупким; при высоких температурах — переплав и трудно сформировать геометрию изделия (спалить гранулу возможно, но тяжело). И обязательно нужно помнить, работать нужно на 60% — 90% от максимальных оборотов шнека.

Как правильно подобрать температуру переработки на конкретном экструдере?

Методика очень простая, займет 10 минут и килограмм гранул. Состоит она из четырех этапов:

1) Подбираем температуру начала пластикации — нагреваем экструдер до температуры на голове 180°С и минус 10°С на каждой следующей зоне и включаем экструдер установив небольшие обороты вала, ГЛАВНОЕ что бы нагрузка на привод не превысила 90%. На выходе руками в толстых кожаных перчатках тянем материал что бы получить 100% вытяжки (толщина профиля должна уменьшиться в два раза) и при этом материал не рвался. Если рвется — поднимаем температуру по зонам на 10°С. И поднимаем до тех пор, пока сможем вытянуть на 100% и материал при этом тянется, но не рвется.  Это нижняя температура пластикации.

2) Находим верхнею температуру пластикации: Задача — получить материал, вытянутый в тонкую нить. Методика такая же — поднимаем температуру по 10°С на каждой зоне пока не получим материал, который можно вытянуть в тонкую нить. Это и будет  верхняя температура пластикации.

3) Как вы уже догадались режим переработки будет находится в этих пределах, с учетом следующих моментов:

— Работа на максимальных оборотах — нашли нижнею точку и разгоняйте максимально экструдер — если изношенный шнек и начнется перегрев — смотри ниже.

— новый экструдер плюс охлаждение стакана — ближе к нижнему пределу на максимальных оборотах;

— короткий шнек от термопласта или старый экструдер — обязательно охлаждение стакана загрузки и ближе к верхней границе, максимальные обороты не больше 30 об./мин. — чтобы успеть проплавить массу материала. Время пребывания материала в экструдере не меньше 220 секунд;

— длинный шнек с мелким шагом (для полиолефинов и обычно большим зазором между шнеком и цилиндром) — охлаждение стакана и ближе к нижней границе и подбираем режим скоростью шнека.

В общем случае выходить на режим лучше на температурах ближе к верхним температурам, учитывая инертность машины и температуру воздуха в помещении.

После выхода на режим снижать температуру по 1-2°С каждые 5-10 минут до выхода на заданные температуры. При правильно подобранных температурах вторая зона — зона пластикации — должна перегреваться и вентиляторы по всем зонам должны работать (по времени) больше чем нагрев. На первой зоне (зона загрузки) температуру можно опускать на 20 — 60°С ниже, для охлаждения шнека в зависимости от температуры в помещении.

Те, кто переходят с оконной дробленки на гранулу, по причине уменьшения рынка вторичного ПВХ и гранулу засыпают в бункер без дозирования следует учитывать следующее:

1. Насыпной вес оконной дробленки из за ее кубического строения ниже чем у гранулы на 20 — 40%,  Скорость просыпания ниже на 10 — 20%. В результате, в переводе на чистый материал дробленки попадает в экструдер в 2 раза меньше по весу, и экструдер работает в режиме «голодной» загрузки.

2. Самая хорошая дробленка не бывает абсолютно чистой по определению. В ней ВСЕГДА ПРИСУТСТВУЕТ ПЫЛЬ И ПЕСОК, а это приводит к интенсивному износу шнека и цилиндра, и как следствие увеличение радиального зазора. На новых машинах зазор составляет 0,003 D (диаметра шнека). Чем больше диаметр шнека, тем в большей мере проявляется влияние увеличения зазора на повышение температуры расплава и неоднородности температуры. Причина этого в том, что отношение линейного размера к объему изменяется в третей степени. И именно по этой причине весь мир отказался от очень больших диаметров шнека.

3. Экструдер по своей сути это винтовой насос, который дополнительно выполняет функции плавления, смешения, нагнетания и создания давления. И если из насоса выходит материал со скоростью 300 грамм в минуту, то и подавать его нужно с такой же скоростью.

4. Распределение температур в нормальном цилиндре следующее: самая низкая температура на стенке цилиндра не смотря на то, что это зона пластикации. Но благодаря тонкой пленке полимера он интенсивно обменивается температурой со стенкой цилиндра. Самая высокая температура на высоте 2/3 канала шнека, там где скорости в поперечном направлении минимальны. Допустимой считается температура, превышающею температуру стеклования на 100° С.

Для шнеков с увеличенным зазором ситуация кардинально меняется. Пленка на поверхности цилиндра утолщается и этот малоподвижный теплоизолирующий слой препятствует теплопередаче между материалом в канале шнека и рабочим цилиндром. Результат: температура полученная в результате пластичной деформации и вязкого течения в канале накапливается в канале шнека и вызывает деструкцию полимера.

Можно предположить, что понижение температуры по цилиндрам может выровнять ситуацию. Но это не совсем так. Понижение температуры по цилиндрам перераспределит источник температуры от пластичной деформации на стенках цилиндра к вязкому течению, с одной стороны и многократно увеличит нагрузку на привод с другой стороны. ПОВЫШАТЬ ТЕМПЕРАТУРУ ПРИ ИЗНОШЕННОМ ШНЕКЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО.

5. Мероприятия, которые могут улучшить ситуацию при переработке гранулы на изношенном оборудовании:

Охлаждение стакана загрузки — перемещает образование твердой пробки на конец второй зоны и за счет этого понижает температуру шнека. В некоторых случаях помогает охлаждение гранулы до низких температур. Как ни парадоксально, но, на шнеке с большим износом, гранулу которую прекрасно перерабатывали зимой невозможно переработать летом.

Заявить производителю гранулы о износе шнеков и необходимости скорректировать рецептуру — позволит снизить температуру переработки гранул. Такая модификация рецептуры очень незначительно увеличит ее стоимость.

Дозированная подача сырья — уменьшает эффективную длину экструдера и соответственно количества тепла, которое необходимо отводить от канала шнека. При «голодной» загрузке материал подается дозировано, не задерживается и не скапливается в загрузочном отверстии. На первых нескольких витках канал шнека лишь частично заполнен материалом и не создает давления в этой части экструдера. Полностью канал шнека заполняется лишь на второй зоне, и с этой границы давление начинает расти. Напомню, что РЕЖИМ ГОЛОДНОЙ ЗАГРУЗКИ уже давно стал стандартом для двухшнековых экструдеров.

Увеличение проходного сечения инструмента — снижает давление в экструдере и уменьшает вязкое течение и межвитковое перетекание материала.

Увеличение температуры на инструменте  — равносильно увеличению проходного сечения инструмента.

При высокой скорости экструзии повышение температуры рабочего цилиндра — высокая температура вблизи внутренней поверхности цилиндра увеличивает скольжение материала по стенке цилиндра и тем самым снижает температуру вязкого течения, что и уменьшает накопление температуры внутри каналов шнека.