Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
221
447696
Глава 9
ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫХ ПЛЕНОК МЕТОДОМ КАЛАНДРОВАНИЯ
Каландрование широко применяется в производстве многочисленных изделий из ПВХ благодаря высокой единичной мощности линий (до 40 млн. мЗ/год) при минимальной разнотолщинности (±5 мкм) выпускаемых пленок. На производстве каландровых установок специализируются ведущие фирмы ФРГ ("Берсторф", "Крафттанля-ген"), Японии ("ИХИ"), а также Тайваня и Южной Кореи. Хотя в производстве пленочных ПВХ материалов каландрование;. относят к интенсивным с точки зрения капиталовложений способам переработки, это- высокопроизводительные прецизионные установки с длительным сроком службы и высоким производственным потенциалом. Каландрование1 используют для формования пленок из термопластов с высокой вязкостью расплава и склонных к термодеструкции. Это обусловлено способностью каландра транспортировать большие количества расплава при высоком термомеханическом воздействии и незначительном росте температуры за счет более интенсивного отвода тепла диссипации механической энергии по сравнению с экструзией [81].
При современном уровне техники на каландрах можно перерабатывать термопласты, имеющие ярко выраженную пластичную область с вязкость расплава 10^—103 Па-с [161]. К ним относится прежде всего ПВХ (с пластификатором и без него), затем сополимеры ВХ и ВА, ударопрочный полистирол, АБС-пластики, хлорированный полиэтилен, иономеры, сложные эфиры целлюлозы, а также смеси из натуральных и синтетических каучуков. Кристаллизующиеся полимеры с узкой температурной областью размягчения (ПЭ, ПП и полиамиды) трудно или вообще не поддаются каландрованию [161].
Рис 9.1. Технологическая схема каландрования:
1 — низкоскоростной смеситель; 2 — турбинный смеситель; 3 — двухстадийный турбинный см<*>г тель; 4 — пластикатор закрытого типа (резиносмеситель); 5 — двухшнековый экструдер; 6 — валково-планетарный экструдер; 7 — вальцы; 8 — стрейнер (червячный фильтр-пресс); 9 — 1-обраэный каландр; 10 —F-обраэный каландр; 11 — Z -образный каландр; 12 —S-образный каландр
Процесс каландрования следует рассматривать как термодинамически комбинированную систему, включающую восемь технологических стадий: 1) разработка рецептуры (нахождение взаимосвязи между комплексом требований, свойствами конечного продукта и выбором компонентов); 2) смешение; 3) пластикация; 4) гомогенизация, желати-низация; 5) формования (многоступенчатый процесс вальцевания через зазоры); 6) послекаландровая обработка; 7) охлаждение; 8) намотка в рулоны. На рис. 9.1 показаны возможные схемы процессов на каландровой линии от стадии 2 до стадии 5. Комбинации отдельных элементов для каландровой линии с одним четырехвалковым каландром и с обычным расположением валков, создает 216 вариантов конструкционного комбинирования.
9.1. Производство жестких пленок
Пленки на каландре можно формовать из полимера как в высокоэластическом, так и в пластическом состоянии. Поэтому наиболее распространены два способа получения жестких ПВХ пленок: низкотемпературный ("лувитерм") и высокотемпературный.
При низкотемпературном способе используют эмульсионный ПВХ с константой Фикентчера/Сф = 70- 75, что позволяет экономить термостабилизаторы за счет уменьшения термомеханического воздействия в зазорах каландра, так как практически не требуется разрушения ступенчатоглобулярной структуры зерен полимера. При этом методе плавление (формирование макроструктуры пленок) происходит при контакте с "лувитермическим" валком (рис. 9.2). Поскольку при этом возможно выпадение крошек материала из зазоров, необходимо загружать каландр снизу и снимать пленку с верхнего валка.
Совершенствование производства и повышение скорости каландрования были достигнуты при создании пятивалковых L-образных каландров с валками из "эластичной" кованой стали. Валки таких каландров устанавливают на многорядные цилиндрические подшипники. Лимитирующим размером конструкции при таком способе переработки является диаметр валков, так как при невращающемся запасе материала, исходя из условий дегазации, нельзя превышать определенный угол его входа. Это обусловленное технологией ограничение привело к созданию новых конструкций каландров. Так, в 1973 г. для изготовления пленки "лувитерм" впервые был построен шестивалковый каландр с так называемыми рабочими и опорными валками диаметром 700 и 450 мм [153, 192]. При такой комбинации диаметров валков был достигнут угол входа материала, который примерно соответствует углу спаренных валков диаметром по 550 мм.
При высокотемпературном способе получения жестких ПВХ пленок Используется суспензионный или блочный ПВХ с Кф = 45- 60. Схема установки для производства жесткой ПВХ пленки высокотемпературным способом приведена на рис. 9.3. Принципиальным отличием (кроме отсутствия в послекаландровой линии "лувитермического"
li
223
222
Рис 9.2. Схема производства жесткой ПВХ пленки низкотемпературным ("лувнтермичес-ким") методом:
1 — валково-планетарный пластицирующий экструдер; 2 — металлоискатель; 3 — раскладочный транспортер; 4 — пятивалковый L-образный каландр; 5 — многовалковая станция приема пленки; Ь, 9 — устройства для измерения толщины пленки; 8 — плавильный ("лувитермическнй") валок для отделки поверхности пленки; 10 — двухпозиционная намоточная машина
