Расчет производительности экструдера - Курсовая работа

Тара и упаковка из пленочных материалов находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства благодаря преимуществам перед другими видами тары. Использование полимерных пленок для упаковывания разнообразных видов продукции различных отраслей промышленности и сельского хозяйства позволяет не только защитить продукцию от внешних воздействий, но и сохранить ее качество. Возможность красочного оформления современными способами печати позволяет изготавливать тару привлекательную, содержащую наглядную информацию о назначении товара или изделия. Это объясняется его невысокой стоимостью и доступностью, наличием ряда ценных эксплуатационных свойств и его высокой технологичностью, то есть сравнительной легкостью ведения технологического процесса его переработки и возможностью более простого аппаратурного оформления. Низкая температура стеклования ПЭНП, высокое содержание аморфной части способствует сравнительно легкому получению расплава при температуре не намного превышающей температуру плавления полимера.Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) по объему производства и применения занимает ведущее место во всех странах мира. Свойства ПЭНП в значительной степени определяются степенью разветвленности, которая характеризуется количеством ответвлений на 100 углеродных атомов. Разветвленность цепи препятствует плотной упаковке макромолекул ПЭНП и уменьшает степень кристалличности, которая колеблется в интервале 55-70%. Температура размягчения ПЭНП намного ниже температуры кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации. Пленки из ПЭНП легко свариваются тепловой сваркой и образуют прочные швы, склеивание пленок затруднено, но возможно при использовании клеев - расплавов, особенно на основе смесей полиэтилена и полиизобутилена.В промышленности пластмасс метод экструзии широко используется для производства труб, профильных изделий, листов, пленок и волокон, для нанесения покрытий на рулонные материалы (бумагу, ткань, металлическую фольгу, полимерные пленки), проволоку и кабель, а также для получения выдувных изделий. Чем больше показатель текучести, тем материал лучше течет, легче оформляется в изделие, в расплаве меньше внутренних напряжений и выше производительность экструзионных машин. Эти экструдеры обычно состоят из двух отдельных экструдеров с индивидуальными приводами, благодаря чему достигается четкое разделение процесса экструзии на две стадии. На рисунке 2 приведен экструдер с каскадным расположением червяков. При получении пленок рукавным методом трубчата заготовка, выходящая из кольцевого оформляющего канала головки подвергается одновременной продольной и поперечной вытяжке, главным образом с помощью сжатого воздуха, подаваемого внутрь рукава через дорн головки.Полимерные пленки должны обладать комплексом определенных свойств.Деформируемость - свойство проявляющееся в изменении размеров или формы конструкции (образца) под действием внешних сил (при нагревании, охлаждении, изменении влажности и т.д.), вызывающих изменение относительного положения частиц тела.Основной характеристикой долговечности и надежности является длительная прочность, то есть способность сохранять к концу предполагаемого эксплуатационного периода необходимый и достаточный запас прочности для выполнения служебных функций.Стойкость к агрессивным средам определяется сохранением заданного комплекса эксплуатационных свойств испытуемого материала при воздействии жидкой или газообразной среды. Предложено с учетом реакционной способности полимера классифицировать агрессивные среды в зависимости от характера взаимодействия их с полимерами на две группы - физические и химически активные. Физически активные среды вызывают обратимые изменения полимера, не сопровождающиеся разрушением химических связей (например, набухание, растворение), в то время как химически активные среды производят необратимые изменения химической структуры полимера. На стойкость к агрессивным средам существенное влияние оказывают проницаемость полимеров, зависящая от их физического состояния, степени кристалличности, плотность упаковки, степень ориентации, наличие и тип пространственных связей, свойство и количество наполнителей, различные добавки и т.д. Описаны два механизма проницаемости полимерных материалов - фазовый (при котором молекулы жидкости и, пара или газа, не изменяя фазового состояния материала проходят через имеющиеся в нем поры, капилляры, микротрещины, размер которых сопоставим с размерами молекул проникающего вещества или превосходят их) и активированный диффузии (при котором молекулы жидкости, пара или газа сорбируются на оной стороне пленочного материала, диффундируют через толщу материала и десорбируются с другой стороны).Под теплостойкостью полимерной пленки понимают температуру, соответствующую максимально допустимой деформации. Ее оценку производят путем нагревания образца, подвешенного с грузом в термостате при регламентированной скорости нагревания, температуре и нагрузке. На осн

Содержание

Введение

1. Основная часть

1.1 Полиэтилен низкой плотности

1.2 Экструзия

1.3 Общие свойства полимерных пленок

1.3.1 Эксплуатационные свойства

1.3.2 Физико-механические свойства

1.3.3 Физико-химические свойства

1.3.4 Физические свойства

1.3.5 Санитарно-гигиенические свойства

1.4 Описание технологического процесса производства рукавной пленки из ПЭНП

2. Расчетная часть

2.1 Расчет коэффициента геометрической формы головки

2.2 Расчет производительности экструдера

Заключение

Список использованных источников

Тара и упаковка из пленочных материалов находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства благодаря преимуществам перед другими видами тары. Использование полимерных пленок для упаковывания разнообразных видов продукции различных отраслей промышленности и сельского хозяйства позволяет не только защитить продукцию от внешних воздействий, но и сохранить ее качество. Благодаря незначительной массе тара из пленок является экономически выгодной. Возможность красочного оформления современными способами печати позволяет изготавливать тару привлекательную, содержащую наглядную информацию о назначении товара или изделия.

Наибольшее распространение в качестве сырья для упаковочных пленок нашел ПЭНП (полиэтилен низкой плотности). Это объясняется его невысокой стоимостью и доступностью, наличием ряда ценных эксплуатационных свойств и его высокой технологичностью, то есть сравнительной легкостью ведения технологического процесса его переработки и возможностью более простого аппаратурного оформления.

Из ПЭНП производят все виды упаковочных пленок. Полукристаллическая структура облегчает процесс его переработки. Низкая температура стеклования ПЭНП, высокое содержание аморфной части способствует сравнительно легкому получению расплава при температуре не намного превышающей температуру плавления полимера. Вязкость расплава при этой температуре обеспечивает формоустойчивость заготовки на выходе из головки и в то же время допускает значительную деформацию при формовании рукава пневмораздувом. Благодаря ориентации элементов структуры при вытяжке пленки и охлаждению рукава происходит быстрая кристаллизация полимера, в результате которой стабилизируется форма и размеры рукавной пленки. Для производства рукавной пленки используют полиэтилен с низким значением индекса расплава (0,8 - 1,5 г/10 мин.). С увеличением индекса расплава (что соответствует меньшей молекулярной массе или повышению полидисперсности полимера) механическая прочность пленок снижается.

Тонкие пленки из ПЭНП используются как оберточные при мелкой расфасовке и упаковке, а также для изготовления кульков. Снижение толщины упаковочных пленок способствует уменьшению их материалоемкости, обеспечивает экономию полимерного сырья.

Для изготовления упаковочных пленок из ПЭНП в основном используются технологические линии для производства рукавных пленок, доработанных с целью обеспечения возможности получения пленок с заданными степенью и напряжением усадки, временем релаксации и толщиной. [1]

Экструзия представляет собой непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании материала, обладающего высокой вязкостью в жидком состоянии, через формующий инструмент (экструзионную головку, фильеру), с целью получения изделия с поперечным сечением нужной формы. В промышленности переработки полимеров методом экструзии изготавливают различные погонажные изделия, такие, как трубы, листы, пленки, оболочки кабелей, элементы оптических систем светильников - рассеиватели и т. д. Экструзия, наряду с литьем пластмасс под давлением, является одним из самых популярных методов изготовления пластмассовых изделий. Плоскощелевая экструзия используется для получения полимерных листов и пленок.

Основным технологическим оборудованием для переработки полимеров в изделия методом экструзии являются одночервячные, многочервячные, поршневые и дисковые экструдеры.

Для успешного производства продукции методом экструзии недостаточно только одного экструдера. Кроме него необходимо иметь еще несколько единиц оборудования, вместе составляющих экструзионную линию. [2]

В данном курсовой проекте будет рассмотрена технология производства пленки из ПЭНП, а также представлены расчеты коэффициента геометрической формы головки и производительности одношнекового экструдера