Производство пленок и полиэтилена низкой плотности

МИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени  К. И. Сатпаева

 

Кафедра «Станкостроение, материаловедение и технология машиностроительного  производства»

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

Тема: Производство пленок и полиэтилена низкой плотности

№	Качество выполнения работы	Диапозон оценки%	Получено %
1	Не выполнено Отсутствие на занятии  без уважительных причин	0%
2	Выполнение и активность обучающегося	0-50%
3	Оформление работы	0-20%
4	Умение пользоваться справочниками, технической литературой, учебно-методическим комплексом дисциплины, конспектами лекции	0-5%
5	Умение пользоваться техническими средствами	0-5%
6	Защита работы	0-20%
	Итого:	0-100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель

ст. преподаватель

Джанысбаева Т. А.

«4» мая 2008г.

Студент: Кудаева В. В.

Специальность: 050710

Группа: МТ(б)-06-1р

 

Алматы 2008

СОДЕРЖАНИЕ

 

I ПРОИЗВОДСТВО ПЛЕНОК

1 Выдавливание червячными  прессами

2 Метод пневматического растяжения

3 Червячный пресс

4 Охлаждение рукава

5 Приемное устройство

6 Управление процессом

7 Плоские пленки

8 Ориентирование пленки

9 Покрытие бумаги полимерными пленками

II ПЛЕНОЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

1 Упаковочные пленки

2 Термоусадочная упаковка

3 Крупногабаритную упаковку

4 Полимерные пленки  в фотоматериалах

5 Полимерные пленки — основа магнитных лент

6 Электроизоляционные  пленки. Конденсаторы. Изоляция электропроводов.  Электреты

7 Токопроводные пленки

8 Липкие ленты на  основе полимерных пленок

9 Многослойные пленочные  изделия

 

ПРОИЗВОДСТВО ПЛЕНОК

 

Большинство пленок из синтетических полимеров влагонепроницаемо, устойчиво к действию химически активных веществ, пропускает лучи солнечного света, обладает хорошими диэлектрическими и механическими свойствами. Они широко применяются во многих отраслях народного хозяйства в качестве электро- и гидроизоляции, упаковочного материала, всевозможных изделий бытового назначения (плащи, скатерти) и заменителей силикатного стекла (парники, временные строительные сооружения).

Пленки из искусственных  полимеров (нитрата целлюлозы, ацетата целлюлозы, вискозы) получают из растворов на поливочных машинах.

Промышленное производство пленок из синтетических полимеров (полиэтилен, поливинилхлорид и др.) осуществляется непрерывным методом  из расплавов полимеров. Такие пленки получают преимущественно двумя способами, отличающимися один от другого родом применяемого оборудования (каландры или червячные прессы). Поливинилхлоридные пленки получают преимущественно каландровым способом. Пленки из полиэтилена производят выдавливанием червячными прессами.

Выдавливание червячными прессами Расплав, образующийся в червячном прессе, может быть выдавлен через головки двух типов: 1) круглую с кольцевым зазором и 2) плоскую с щелевым зазором.

В головке первого  типа формуется тонкостенная труба, подвергающаяся пневматическому растяжению; в головках второго типа образуется плоское полотно.

Метод пневматического  растяжения Производство пленок методом пневматического растяжения может быть организовано по трем схемам, предусматривающим направление цилиндрического рукава пленки от головки в приемное устройство: 1) вертикально вверх—рис. 1; 2) вертикально вниз—рис. 2; 3) горизонтально—рис. 3.

 По первой схеме установки легче обслуживать агрегат, чем повторной, потому что червячный пресс и приемное устройство расположены на одном уровне. По этой схеме обеспечивается также получение толстых пленок; при приемке вниз толстостенный рукав обрывается под действием собственного веса. При горизонтальной приемке трудно получить пленку с небольшой разнотолщинностью, потому что в этом случае всегда велика разница между температурой воздуха, окружающего нижнюю и верхнюю поверхности рукава. Таким образом, чаще всего пользуются первой схемой.

Пленочный агрегат изображен на рис. 4. Образование расплава происходит в червячном прессе. Формование цилиндрического рукава осуществляется головкой 7.

                              

Рисунок 1 - Установка для получения пленок (приемка ,вверх).

Пневматическое растяжение производится сжатым воздухом, подаваемым внутрь рукава 8, через головку. Выход воздуха из рукава закрывается тянущими отжимными валками 4, которые зажимают рукав. Через редукционный клапан с точным манометром в рукав подается воздух ризб=0,2—0,3 аг, при этом внутри рукава устанавливается давление .ризб= 2—3 мм вод. ст. Рукав охлаждается воздухом, омывающим его на пути от головки до валков 4. Охлаждение может быть интенсифицировано принудительной подачей воздуха, нагнетаемого воздуходувкой 13, в охлаждающее кольцо 6, расположенное над головкой. Складывание рукава производится с помощью двух щек 5. Обрезка кромок рукава выполняется режущим приспособлением 2.

 

Рисунок 2 -. Установка для получения пленок (приемка вниз).

После обрезки из рукава образуются два полотна, которые разглаживаются, а затем наматываются на втулки 12 (отдельно на катушку наматываются обрезанные краевые ленты).

Рисунок 3 - Установка для получения пленок (горизонтальная приемка).

Все узлы, обеспечивающие пневматическое растяжение и оттяжку  пленки, складывание рукава, обрезку  кромок и намотку разглаженной пленки, входят в устройство, которое принято называть приемным.

Из каждого полимера выпускается широкий ассортимент  пленок, отличающихся по толщине и  ширине. Толщина выпускаемых пленок 20—600 мк, ширина их может достигать 10 м. Наибольшее распространение получили тонкие пленки (30—60 мк). Производство таких пленок разной ширины осуществляется на агрегатах трех типов (табл.1).

Рисунок 4 - Пленочный агрегат:

1—намоточные валки; 2—режущее приспособление; 3—направляющий валок; 4—тянущие отжимные валки; 5— направляющие (складывающие) щеки; 6—охлаждающее кольцо; 7—головка червячного пресса; 8— рукав пленки; 9—шланг подачи охлаждающего воздуха; 10—регулировочный вентиль; 11— шланг подачи воздуха для раздувания рукава; 12—втулки для намотки пленки; 13—воздуходувка;14—ресивер для воздуха.

Диаметр головки может  достигать 1200 мм. Установлено, что при увеличении зазора кольцевой щели увеличивается разнотолщивдюсть пленки. Например, при степени раздувки200% найдено:

Ширина зазора, мм    0,5  0,7  1,0

Отклонения по толщине, %   11,5  21  23

Сопротивление головки  и, соответственно, давление расплава увеличением зазора, по-видимому, уменьшаются, при этом процесс выдавливания становится менее устойчивым. Это объясняется тем, что разница в скоростях выдавливания расплава на разных участках кольцевого зазора головки растет вследствие того, что при падении давления возрастает разница в температуре и вязкости в разных точках расплава. Зазор обычно делают равным 0,7—0,8 мм. При меньших его величинах сопротивление головки резко увеличивается. Ниже дано описание одной из конструкций агрегата II типа. (см. табл. 1).

Таблица 1

Характеристика агрегатов  для производства тонких пленок

(30—60мк)

Величины	Тип агрегата
	I	II	III
Диаметр червяка, мм	63	90	160
Длина червяка, L/D	15—20	15—20	15—20
Диаметр головки, мм	200	400	800
Зазор кольцевой щели, мм	0,7	07	-
Длина валков приемного  устройства, мм	1100	1600	3100
Скорость отвода пленки, м/мин	1—20	1—20	1—20
Ширина обрезанной пленки, мм	1000	1500	3000

 

Червячный пресс такого агрегата снабжен червяком диаметром 90 мм и длиной 20D. Червяк разделен на три зоны—загрузочную, сжатия ц дозирующую. Степень сжатия 3,7.

Головка должна превратить поток расплава, выдавливаемого из канала червяка, в тонкостенный цилиндрический рукав. Температура и давление расплава по всему периметру формующего зазора должны быть одинаковыми, так как иначе цилиндрический рукав и, следовательно, пленка будут иметь большие отклонения по толщине.

Конструктивно невозможно превратить монолитный поток в трубу, не подвергая его сначала рассечению, а затем слиянию отдельных струй. Следы слияния потоков — стыковые полосы — сохраняются в пленке и ухудшают ее качество. Обычно места стыков отличаются от других участков меньшей толщиной.

Существуют два принципиально  различных способа направления потоков расплава в головку—сверху и сбоку.

При поступлении потока расплава в головку сверху (рис. 5) он на пути к кольцевому зазору сначала рассекается на несколько струй крестовиной или решеткой, а затем эти струи сливаются одна с другой.

При поступлении расплава в головку  сбоку (рис. 6) поток, расплава рассекается частью дорна—распределителем—на две струи. При этом образуется труба с двумя стыками, которая выдавливается к формующему зазору и выходит из него, сохраняя две стыковые полосы.

 

 Рисунок 5 - Головка с верхним питанием:

1. труба для питания; 2—дорн; 3— корпус головки; 4— формующее кольцо; 5—регулировочный болт; 6—дорнодержатель.

 

Наблюдения показали, что на головках с боковым питанием качество пленки лучше, чем на головках с верхним питанием.

Для того чтобы устранить  дефекты потока расплава, были созданы:1) распределители разных конструкций для более интенсивного перемешивания потока расплава на пути от входа в головку до формующего зазора и 2) подвижные формующие кольца, перемещеннием и деформацией которых можно регулировать количество расплава, выдавливаемого на разных участках полимера кольцевой щели. Однако ни одна из конструкций стационарных головок не ликвидировала полностью стыковые полосы.

Головка,  изображенная на рис. 7, присоединяется к машине с помощью перехода 1, в котором расположены решетка 2 и сетка 3 (при переработке полиэтилена устанавливают две сетки № 20 и две сетки № 50). Головка состоит из двух частей — нижнего корпуса 4 и верхнего корпуса 8. Распределение монолитного потока и придание ему формы трубы осуществляется распределителем 5. Дорн 6 вместе с кольцом 9 образует формующий зазор. С помощью болтов кольцо перемещается и деформируется, вследствие чего уменьшается разнотолщинность пленки.

Предварительная калибровка может быть произведена регулировочным кольцом 10. Внутри распределителя и дорна высверлены каналы, по которым подается воздух для пневматического растяжения. По вертикальному стволу головки расположены электронагреватели, сгруппированные в зоны. Перед пуском обогревается и дорн, также имеющий элемент электрообогрева. Контрольза режимом работы электрооборудования осуществляется посредством контрольно-измерительных приборов и сигнальных ламп.

Рисунок 6 - Головка с боковым питанием:

1-дорн; 2-направляющая  втулка; 3-формующее кольцо; 4-регулировочный болт; 5-штуцер для входа расплава

 

В современных агрегатах  в переходе устанавливают манометр для измерения давления расплава, а также термопары для -измерения   температуры расплава.

Устранить стыковые полосы на пленке удалось на вращающихся головках (осциллирующих).

Осциллирующая головка, изображенная на рис. 8, состоит из трех основных частей—патронного держателя 1, промежуточного соединения 2 и формующей головки 3. Расплав из машины выдавливается в патронный держатель и через канал промежуточного соединения поступает в формующую головку. В патронном держателе помещена цилиндрическая решетка, в которой крепятся фильтрующие сетки и дроссельный клапан для регулирования противодавления в конце червяка. Распределитель формующей головки имеет спиралеобразный канал. Формующая головка 3 соединена с патронным держателем 2 при помощи промежуточного устройства, вращающего головку; оно состоит из нижнего неподвижного переходника 4, соединенного с верхним вращающимся переходником 5 гайкой 6. На переходнике 5 закреплена звездочка 7, с помощью которой он соединяется с приданным головке приводом. Плоскости сопряжения переходников имеют специальные уплотнения 8. Верхний переходник вращается в шарикоподшипниках коробка с электромагнитными муфтами и концевые выключатели, с помощью 9. В систему привода входит реверсная которых изменяется направление вращения головки. Угол поворота головки может изменяться от 10 до 360°. Привод обеспечивает плавное вращение головки от 0,076 до 0,58 об/мин.

На осциллирующей головке  линия стыка не фиксируется в  определенном положении. На выдавливаемый  из головки стык непрерывно наплывают  смежные струи потока, вследствие чего в пленке исчезает стыковая полоса.

Для производства пленок разработаны также вертикальные осциллирующие машины. Подробных сведений об эксплуатации' таких машин еще нет.

Охлаждение  рукава. Сразу же после выхода из головки рукав принудительно охлаждается потоком воздуха, нагнетаемым воздуходувкой через наружное кольцо. За- зоной принудительного охлаждения на пути к тянущим вытяжным валкам рукав продолжает охлаждаться естественно омывающим его воздухом.