Оконный дробленный профиль смешанный с дробленной панелью и еще бог знает чем, переработать сложно, но возможно. Что необходимо учесть при такой переработке?

Сегодня производители профилей ПВХ перерабатывают дробленные ПВХ профиля.

МОЛОДЦЫ – ВЫ ПОМОГАЕТЕ НЕ ЗАСОРЯТЬ НАШУ ПЛАНЕТУ.

Как правильно перерабатывать такие материалы на двухшнековой машине и пойдет речь в этой  статье.

МАТЕРИАЛЫ

Оконные профиля – делают из ПВХ марки 65 -70, стабилизируют Ca/Zn или свинцом, наполнение мелом до 10 %.

Карточки – многослойная система до 5 слоев, ПВХ марки 58 – 62 стабилизируют Ca/Zn или оловом, наполнение мелом до 5%.

Стеновые панели — ПВХ марки 63 – 65, стабилизируют свинцом, наполнение мелом до 150%.

ЧТО С ЧЕМ МОЖНО СМЕШИВАТЬ

Если вы предполагаете смешивать различные виды материалов следует соблюдать правила:

В ПВХ марки 65 -70, 63-65 можно добавлять 5 -15% ПВХ марки 58 – 62 – поможет плавлению материала.

Если ввести большой процент низкомолекулярного ПВХ в марки 65 -70, то будет кататься как сыр в масле – марки 58 – 62 расплавятся раньше, а высокомолекулярный (марки 65 -70) нерасплавленными частицами так и будет скользить до инструмента и выйдет подплавленными комочками.

РЕЖИМЫ ПЕРЕРАБОТКИ – ТРИ ОСНОВОПОЛАГАЮЩИЕ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ ПВХ

1) Температура расплава

Когда говорим о переработки пластиков, предполагается, что пластик из твердого состояния переводим в вязко — упругое или геле образное состояние и после этого формируем в изделие. Чтобы перевести в нужное состояние необходимо приложить энергию в виде механической деформации и температурных полей. Механическая деформация это энергия передаваемая ПВХ через шнеки, при условии что виток на второй зоне заполнен материалом. Тепловое поле это тепловая энергия по зонам экструдера, передаваемая ПВХ нагревателями. На втором графике тепловая энергия пропорциональна площади под кривой. Если температурный профиль крутой — т.е. на первой зоне 90°С то тепловая энергия меньше чем при плоском профиле, когда на первой зоне 140°С. и соответственно к материалу прилагается меньшая энергия. Количество тепловой энергии зависит от марки перерабатываемого материала. Для оконного профиля необходимо максимальное тепловое поле, по отношению к карточкам. Если прилагаемой энергии недостаточно — ПВХ остается вязким и перегревается за счет внутреннего трения и подгорает.

2) Время плавления — для К-60 — 210 секунд в состоянии расплава, для К-70 — 450 секунд

Что бы переработать ПВХ необходимо не только приложить энергию, но и выдержать экспозицию во время которой внутренняя структура должна успеть изменить состояние. Это связано с процессами релаксации внутри материала. А релаксация зависит от длины молекулярных цепей материала. Для карточек изготовленных из ПВХ марки 58 степень полимеризации (длина молекулярных цепей) 628 и характеристическая вязкость 0,57, для оконного профиля изготовленного из ПВХ марки 68 степень полимеризации 1250 и характеристическая вязкость 1,02. Поэтому для работы с оконным профилем требуются более высокие температуры, большее время пребывания в экструдере, больше смазки и стабилизатора.

3) Давление расплава – определяет скорость монолитизации расплава – при давлении до 150 атм – 12-17 минут, при 300 — 350 атм. 3-4 минуты расплава в зоне инструмента.

1 ЗОНА
Задача первой зоны – подготовить материал к плавлению на второй зоне, т.е. подогреть до температуры точки стеклования 83°С – 95°С. Необходимая температура должна успеть подогреть и помочь выйти воздуху, который при такой температуре, увеличивается в объеме. В зимний период, при высокой скорости экструзии и в режиме запуска оборудования, температуру необходимо скорректировать в сторону увеличения. Предельная температура первой зоны для наполнения мелом до 35% считается 140°С.

Перед окончанием работы температуру понизить до 50°С что бы дать экструдеру остыть внутри.

2 ЗОНА
Задача второй зоны – перевести материал в вязкотекучие состояние расплава. К концу второй зоны весь материал должен быть расплавлен. Классической считается температура на 50 °С выше точки стеклования – 125°С – 145°С.. Понижение температуры ни чего не даст температурная деформация материала на стенках цилиндра возьмет свое, а нагрузка на привод возрастет. Повышение температуры перегреет материал и материал начнет сбрасывать температуру на 3 и 4 зонах – увидите это как повышение температуры на этих зонах.

Сильное повышение температуры может привести к проскальзываю материала из за гидродинамического эффекта.

Контроль температуры 2 зоны обеспечивает контроль над процессом плавления.

Следует помнить, что у каждой марки ПВХ, в зависимости от константы Фикентчера, свое время плавления. Для карточек это примерно 210 секунд, а для окон это 400 секунд и если к концу второй зоны материал будет расплавлен, то до выхода из инструмента он успеет проплавиться.

3 и 4 ЗОНЫ
Задача этих – создать давление материала в инструменте и предотвратить адиабатическое охлаждение из за перепада давлений. То есть, если бы могли взять жгут расплава и выдернуть из инструмента с растяжением – расплав внутри экструдера моментально охладился бы из-за падения давления. Создавая давление в инструменте, в самом экструдере, возникает противоток расплава – расплав старается перетечь назад по виткам. И это вязкое течение – противотечение, за счет внутреннего трения разогревает расплав больше, чем необходимо.

Поэтому так важна высокая температура на адаптере и инструменте.

Максимальной считается температура на 100°С выше точки стеклования – 185°С.

Низкие температуры при изношенном шнеке создают на стенках теплоизоляционный слой ПВХ, который мешает передачи тепла для охлаждения расплава.

Высокие температуры улучшают теплообмен при изношенных шнеках.

АДАПТЕР И ИНСТРУМЕНТ

Температуры посмотрите на графике. Принцип один – если расход материала сбалансирован – то лучше поставить немного больше температуру.

РАСХОД МАТЕРИАЛА И ОБОРОТЫ ШНЕКА

Расход материала определяется количеством, которое подаете в экструдер – сколько подали – столько и вышло. Обороты шнека влияют только на время пребывания материала в экструдере и количество энергии, которое прилагаете к материалу для плавления. Поэтому методом откликов, должны установить время пребывания материала в экструдере и составить для себя таблицы – 10 оборотов – время…, 20 оборотов – время…. На графике приведены примерные времена плавления для разных материалов.

МЕТОД ОТКЛИКОВ
Если во время работы экструдера в зону загрузки вбросите немного красителя, то через некоторое время начнет выходить из инструмента. Время начала выхода и будет время отклика, которое для различных материалов отображено на графике. Время окончания выхода составит распределенное время пребывания материала в экструдере – наибольшее время, которое небольшая (остаточная) партия материала находиться в экструдере. Это необходимо знать потому, что динамическая термостабильность для ПВХ составляет 5 — 8 минут.

Для двухшнековых конических машин наименьшее распределенное время пребывания получается при минимальных оборотах и максимальном наполнении шнеков.

ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Когда пришла новая партия материала передробили, гомогенизировали по составу и подотовили к переработке — необходимо такую партию испытать. Если уже перерабатывали подобные по составу партии то ставите режимы как и раньше из числа максимально высоких, начинаете экструзию и постепенно переводите профиль на более крутой, понижая первые зоны и наблюдая за изменениями нагрузки, и состояния материла на выходе из инструмента — пластичность и блеск. Снижение температур по зонам проводите постепенно по 3 — 5°С в час. Цель эксперимента определить диапазон режимов переработки ОТ и ДО.

Когда меняете рецептуру то изменения лучше проводить постепенно — к примеру решили увеличить количество мела — добавили 10% переработали партию и посмотрели как перерабатывается, как обрабатывается после экструзии, как ведет себя через неделю на складе — не ведет ли профиль?

Нормально — добавили еще 10% и повторили цикл. С остальными добавками поступаем также. Цель эксперимента определить диапазон введения компонентов ОТ и ДО.

Если во время эксперимента ошиблись с рецептурой и рецептура не работает — не плавиться, горит, некачественное изделие и т.д. — не ищите волшебный компонент, который исправит ситуацию. Поставьте смесь на склад и добавляйте в новые замесы по 5%- 10%, с проверкой, что такая добавка не испортит новую партию и начинайте с 5%.

Статья в процессе написания