Når en polymer er smeltet, blandet og satt under trykk i en ekstruder, pumpes den gjennom en ekstruderingsdyse for kontinuerlig forming (etter avkjøling og størkning) til et sluttprodukt.De vanligste formtypene er flate, ringformede og proŽle.Produkter laget ved ekstrudering inkluderer rør, rør, belegg av tråd, plastflasker, plastfilmer og -ark, plastposer, belegg for papir og folie, Ž bres, Ž klager, garn, bånd og et bredt utvalg av profiler.
Polymerekstrudering gjennom dyser har visse likheter med varmekstrudering av metaller. Det er imidlertid også betydelige forskjeller.Ved metallekstrudering skyves materialet fremover av en stempel, mens ved polymerekstrudering tilføres materialet kontinuerlig av en roterende skrue.Ved ekstrudering av varme metaller varierer temperaturene fra 340°C for magnesium til 1325°C for stål, og de tilsvarende trykkene varierer fra 35 til over 700 MPa.1 5 Ved polymerekstrudering overstiger temperaturen sjelden 350°C, og trykket overstiger vanligvis ikke gå mye over 50 MPa ved skruespissen.Fastfaseekstrudering av polymerer er utviklet for produksjon av visse høystyrkeprodukter. Ved lave temperaturer forblir den molekylære orienteringen som tilføres ved å presse materialet gjennom formingsdysen i ekstrudatet.Solid state polymer ekstrudering har visse likheter med kald ekstrudering av metaller.
Ekstrudering av blåsefilm er den viktigste prosessen for produksjon av tynne plastfilmer fra polyetylener. Den smeltede polymeren ekstruderes gjennom en ringformet dyse (normalt med spiral dorkonstruksjon) for å danne et tynnvegget rør som samtidig trekkes aksialt og utvides radielt.I de fleste tilfeller dannes den blåste filmboblen vertikalt oppover.Maksimal boblediameter er vanligvis 1,2 – 4 ganger større enn dysediameteren.Varmsmelten avkjøles av ringformede strømmer av høyhastighetsluft fra eksterne luftringer, og av og til også fra interne luftfordelere.Den solidiŽed Žfilm passerer gjennom en ramme som klemmer toppen av boblen og tas opp av ruller.Koekstruderte Žfilmer med 3 – 8 lag (noen ganger opptil 11) produseres også ved denne prosessen, for bruk i matemballasje.
Støping av Žfilm og arkekstrudering innebærer å ekstrudere en polymer gjennom en dyse med bred åpning (opptil 10 m), på en kjølt stålvalse eller ruller som bråkjøler og størkner det smeltede materialet.Film er generelt definert som et produkt som er tynnere enn 0,25 mm, mens arket er tykkere enn dette. Den støpte Žfilm-prosessen brukes for svært trange toleranser for tynnŽ film, eller for harpikser med lav viskositet.De fleste flate dyser er av T-spor eller coathanger-design, som inneholder en manifold for å spre den flytende polymeren over bredden av dysen, fulgt nedstrøms av alternerende smale og åpne slisser for å skape ønsket strømningsfordeling og trykkfall.De fleste støpte filmlinjer som produseres i dag er koekstruderingslinjer, som kombinerer lag fra så mange som syv ekstrudere inn i produktet gjennom multimanifolddyser, eller enkeltmanifolddyser ved hjelp av mateblokker.
Ved Žfilm-ekstrudering er skjærhastighetene ved dyseleppene vanligvis ~103 s21.Når veggskjærspenningen overstiger en viss verdi (vanligvis 0,14 MPa i forskningsartikler, høyere i industrien ved hjelp av tilsetningsstoffer), mister ekstrudatoverflaten sin glans på grunn av fenomenet haiskinnsmeltebrudd. Haiskinn kan beskrives som en sekvens av rygger synlig for det blotte øye, vinkelrett på strømningsretningen.
Ekstrudering av rør og rør innebærer å pumpe en smeltet polymer gjennom en ringformet dyse, hvoretter det ekstruderte produktet, mens det trekkes, passerer gjennom en vakuummåler hvor det oppnår sine endelige dimensjoner.Deretter følger spray- eller dykkkjøling og kutting til faste lengder.Rør med diameter opptil 2 m eller større er laget ved denne prosessen, og rør med diameter fra 10 mm ned til under 1 mm.De ringformede formene er normalt av edderkopp- eller spiralformede dor.
I wire- og kabelbeleggingsprosesser trekkes individuelle ledninger eller wiresammenstillinger med svært høy hastighet gjennom en tverrhodedyse, i rette vinkler på ekstruderaksen.Ved høytrykksekstrudering møter polymersmelten ledningen eller kabelen før dyseutgangen, for eksempel isolering av individuelle ledninger.Ved lavtrykksekstrudering møter smelten kabelen etter dyseutgangen, for eksempel kapping av sammenstillinger av isolerte kabler.Svært høye skjærhastigheter forekommer ofte i denne prosessen (opptil 106 s2 1 ) og harpikser med lav viskositet brukes.
Profilekstrudering er en produksjonsprosess som brukes for produkter med konstant tverrsnitt.Disse kan variere fra enkle former til svært komplekse profiler med flere kamre og Žfingre.Eksempler spenner fra bilderammelister, til biltrim, til kantlister for bordplater, til vinduslinjer.De ekstruderte materialene klassifiseres (omtrent) som stive eller fieksible.Den typiske proŽle-ekstruderingslinjen består av en ekstruder som pumper en polymer gjennom en proŽle-dyse, etterfulgt av en dimensjoneringstank eller kalibrator, ekstra kjølekar, en avtrekker og en avskjæringsanordning.Utformingen av profildyser krever betydelig erfaring og tålmodighet. Utgangsbegrensninger ved profilekstrudering oppstår på grunn av enten haiskinn (for tynne produkter produsert av polymerer med høy viskositet) eller evnen til å avkjøle tykke vegger.Ekstrudering av polymerrør og profiler ligner på varmekstrudering av metaller for produksjon av kontinuerlige hule former av stanglignende gjenstander.Den matematiske modelleringen av disse prosessene for metaller er imidlertid hovedsakelig basert på elastiske – plastiske flythypoteser.
Ved smeltespinning går den smeltede polymeren gjennom mange kapillærer i en spinnedyse (opptil 1000).Polymeren leveres under trykk av en tannhjulspumpe for nøyaktig måling, etter å ha passert et Ž lter som følger ekstruderen.Ved utgang fra kapillærene blir Ž-klammene dempet til ønsket diameter. For produksjon av svært tynne Žfibre brukes smelteblåseprosessen.I denne prosessen blir Ž bres dempet av dragkraften som utøves av en høyhastighets luftstråle.
Innleggstid: 19-apr-2017