Har qanday zamonaviy egiluvchan qadoqlash inshootiga kiring va siz paletda oʻtirgan ikki rangli plyonkali rulonni - yoʻl-yoʻl toʻsiqli qoplarni, ikki-rangli qishloq xoʻjaligi mulchasini yoki oq yadroli va tusli tashqi qatlamga ega-ekstruded xarid qilish paketlarini deyarli topasiz. Ularning barchasi a ichida hayotni boshlaganikki-rangli plyonka puflash mashinasi. Shunga qaramay, pigmentli qatronlarning ikkita alohida oqimini uzluksiz bog'langan, optik jihatdan ajralib turadigan plyonkaga aylantirish jarayoni ikkita bunkerni bitta qolipga oziqlantirishdan ko'ra ancha nozikroqdir. Birlashma mexanizmi diqqat bilan boshqariladigan polimer reologiyasi, termal boshqaruv, qolip geometriyasi va fazalararo yopishish fanini o'z ichiga oladi. Ushbu maqola har bir bosqichni batafsil ko'rib chiqadi.
1. Xom ashyoni tayyorlash va pigment dispersiyasi
Birlashma sodir bo'lishidan oldin, har bir rang kanalini to'g'ri tayyorlash kerak. Masterbatch granulalari - tashuvchi qatronda - disperslangan konsentrlangan pigmentlar asosiy polimer bilan belgilangan tushirish nisbati- bilan aralashtiriladi, odatda ogʻirligi boʻyicha 1% dan 5% gacha. Tashuvchi qatronni tanlash juda muhim: u asosiy polimerga mos keladigan eritma oqimi indeksiga (MFI) ega bo'lishi kerak, shunda ikkala oqim matritsa ichida uchrashganda o'xshash yopishqoqlik profiliga ega bo'ladi.
Yomon disperslangan pigment chiziqlar, aglomeratlar yoki "jellar" - shaffof dog'larni hosil qiladi, ular plyonkani zaiflashtiradi va optik nomuvofiqliklarni keltirib chiqaradi. Har bir ekstruder kanalidagi yuqori-qirqimli aralashtirish vintlari yoki inline statik mikserlar eritmani qolipga tushishidan oldin bir xil qiladi, shuning uchun pigment har bir rang oqimi bo'ylab teng ravishda tarqaladi. Agar ranglardan biri chuqur uglerod-qora polietilen, ikkinchisi esa tabiiy yoki oq rangli LLDPE bo'lsa, ularning issiqlik o'tkazuvchanlik tezligi biroz farq qiladi. Shunday qilib, mashinaning boshqaruv tizimi buni har bir ekstruder uchun barrel zonasi haroratini o'zgartirish orqali tuzatishi kerak.
2. Ikkita ekstruder konfiguratsiyasi va eritish oqimini boshqarish
Ikkita rangli plyonkani puflash mashinasida - ba'zan o'lchamlari bir xil, ba'zan esa assimetrik, agar ikkita rangli qatlam turli maqsadli qalinliklarga ega bo'lsa, - ikkita alohida ekstruder ishlaydi. Har bir ekstruder o'z rangini mustaqil ravishda qayta ishlaydi:
Oziqlantirish zonasi: granulalar burilish vinti bilan tortiladi va ishqalanish issiqlik va issiqlik uzatishdan yumshoq bo'la boshlaydi.
Siqish zonasi: vint kanali sayozroq bo'ladi, shuning uchun u eritmani siqib chiqaradi va havo cho'ntaklarini tashqariga chiqaradi.
O'lchash zonasi: Eritma belgilangan haroratda tekis va to'liq eriydi, odatda polietilen turlari uchun 160 dan 220 darajagacha.
Ikkita eritish oqimi har bir ekstruder barrelidan chiqadi va qolip boshiga olib boradigan alohida oqim yo'llariga kiradi. Ikkala yo'lda ham eritma bosimini bir xil saqlash juda muhimdir. Agar bir oqim boshqasiga qaraganda ancha yuqori bosimga ega bo'lsa, u rang chizig'ini matritsa ichidagi-o'rtadan chetga surib qo'yadi va bu chiziqning notekis kengligi yoki qatlam qalinligining o'zgarishiga olib keladi.
3. The Die Head: Fusion qaerdan boshlanadi
Qolib boshi termoyadroviy mexanizmning yuragi hisoblanadi. Ikkita rangli puflangan plyonkali-qolipda ikkita eritish oqimi birinchi marta aniq ishlov berilgan mandrel yig'ma- ichida uchrashadi. Sanoatda ikkita asosiy qolip arxitekturasi qo'llaniladi:
3.1 Yonma{1}}-Yon (chiziqli) qolip dizayni
Ushbu konfiguratsiyada ikkita rangli oqim o'zgaruvchan sektorlarda halqa shaklidagi bo'shliq atrofida joylashgan alohida spiral mandrel kanallari orqali oqadi. Eritma qolip lablaridan chiqqanda, har bir rang dumaloq pufakchaning aniqlangan yoy segmentlarini egallaydi. Natijada yotqizish -tekis eni boʻylab uzunasiga choʻzilgan vertikal chiziqlari boʻlgan plyonka hosil boʻladi.
Qo'shni rang sektorlari orasidagi termoyadroviy interfeys tor zona - bo'lib, odatda kengligi 0,5 mm dan - kam bo'lib, molekulyar{3}}darajali interdiffuziya sodir bo'ladi. Ikkala oqim ham bu nuqtada erigan holatda bo'lganligi sababli (tegishli kristallanish haroratidan yuqori), bir rangdagi polimer zanjirlari interfeys bo'ylab ko'chib o'tishi va qo'shni rangdagi zanjirlar bilan chigallashishi mumkin. Buinterfeysida hamkorlik-kristallanishMexanik presslashdan ko'ra haqiqiy bog'lanishni yaratadigan narsa-.
Birlashma zonasining kengligi quyidagilarga bog'liq:
O'limda yashash vaqti- uzoqroq yashash koʻproq tarqalish imkonini beradi
Eritma harorati- yuqori harorat zanjir harakatchanligini va diffuziya chuqurligini oshiradi
Ikki polimerning mosligi- LLDPE bilan aralashtirilgan LLDPE oson tarqaladi; Polipropilen bilan bog'langan LLDPE moslashtiruvchi qatlamni talab qiladi
3.2 Konsentrik (qatlam-Ust-Qatlam)
Ba'zi ikki rangli mashinalar chiziqlar o'rniga,{0}}ko'pik hosil qiladi, bunda bir polimer ichki qatlamni, ikkinchisi esa tashqi qatlamni hosil qiladi. Qolipda mandrel ichida vertikal ravishda joylashtirilgan ikkita konsentrik spiral kanal mavjud. Ichki kanal bir rangni qolip bo'shlig'ining ichki halqasiga etkazib beradi; tashqi kanal ikkinchi rangni tashqi halqaga etkazib beradi.
Ikki oqim o'lik lablari oldida birlashib, yupqa eritilgan sendvich hosil qiladi. Ikkala qatlam ham uchrashganda kristallanish haroratidan yuqori bo'lganligi sababli, interfaal adezyon yuqorida tavsiflangan bir xil zanjir{1}}bog'lanish mexanizmi orqali rivojlanadi. Olingan plyonka har bir yuzda - ko‘rinadigan toza kesma - rangga ega bo‘lib, polimerlar mos kelsa, ekvivalent qalinlikdagi bir qatlamli plyonkadan mexanik jihatdan farqlanmaydigan -.
4. Interfasial adezyon: bog'lanish ortidagi fan
Ikki rang orasidagi termoyadroviy interfeysning sifati shunchaki ikkita issiq sirtni bir-biriga bosish funktsiyasi emas. Bunga bog'liqtermodinamik aralashuvvakinetik diffuziya.
Termodinamik muvofiqlik
O'xshash eruvchanlik parametrlariga ega bo'lgan polimerlar molekulyar darajada aralashadi. Ikkita chiziqli past zichlikdagi polietilen (LLDPE), hatto ular turli xil pigment yuklarini ko'tarsa ham, juda mos keladi va kuchli, birlashtiruvchi interfeys hosil qiladi. Kimyoviy jihatdan bir-biriga o'xshamaydigan ikkita polimer -, aytaylik, polietilen va neylon - past termodinamik muvofiqlikka ega. Ularning zanjirlari osonlikcha chigallashib ketmaydi va agar a bo'lmasa, interfeys zaif bo'lib qoladigalstuk-qatron(qutbli guruhlarga ega kimyoviy modifikatsiyalangan polietilen) ular o'rtasida ko-ekstruziya qilinadi.
Haqiqiy ikki{0}}rangli mashinada bir xil asosiy qatronning ikki rangi ishlaydi, odatda qatlamlarni bog'lash kerak emas. Birlashma mexanizmi butunlay interfeysdagi termal diffuziyaga tayanadi.
Kinetik diffuziya chuqurligi
Bir rangli qatlamdan zanjirlarning qo'shni qatlamga kirib borishi chuqurligiga bog'liqtakrorlashpolimer diffuziya modeli. Eritma holatidagi polimer zanjiri ilonga o'xshash{1}}harakatda atrofdagi zanjirlar orasidan aylanib chiqadi. Diffuziya chuqurligidshkalasi taxminan quyidagicha:
d ∝ √(D · t)
qayerdaDdiffuziya koeffitsienti (harorat va molekulyar og'irlikka kuchli bog'liq) vateritma qotib qolguncha aloqa vaqti. Uzunroq qolib ketish vaqti va yuqori eritma harorati diffuziya chuqurligini va shuning uchun interfaziya kuchini oshiradi.
Amalda, operatorlar buni sozlash orqali sozlashadi:
Qattiq harorat(yuqoriroq=chuqurroq diffuziya, lekin pigmentning termal degradatsiyasi xavfi mavjud)
Chiziq tezligi(yashash vaqti sekinroq =, diffuziya chuqurroq)
Vida tezligi va orqa bosim(kesish isitish orqali erish haroratiga ta'sir qiladi)
5. Pufak hosil bo'lishi va ikki o'qli orientatsiya
Eritilgan qoʻsh rangli eritma qolip lablaridan bitta halqasimon truba shaklida chiqqach, siqilgan havo uni pufakchaga aylantiradi. Buikki eksenli cho'zishmashina yo'nalishida ham (MD) va ko'ndalang yo'nalishda (TD) termoyadroviy interfeysga chuqur ta'sir ko'rsatadi.
Qabariq kengayganida, polimer zanjirlari interfeys bo'ylab tortiladi va yo'naltiriladi. Ushbu yo'nalish aslida bog'lanishni mustahkamlaydi: rang chegarasi bo'ylab qisman tarqalib ketgan zanjirlar endi tekislanadi va film soviydi va kristallanadi. Natijada sumkani ishlab chiqarish, chop etish va oxirgi foydalanishda{2}}to‘g‘ri keladigan siqish kuchlariga bardosh bera oladigan interfeys paydo bo‘ldi.
Agar portlatish koeffitsienti (BUR) -juda yuqori bo'lsa, interfeys diffuziya chuqurligidan oshib ketishi mumkin va delaminatsiya boshlanishi mumkin. Ko'pgina polietilen navlari uchun BUR ni 2: 1 va 3,5: 1 oralig'ida saqlash interfeysni buzilmagan holda saqlaydi va shu bilan birga kerakli optik va mexanik plyonka xususiyatlariga erishadi.
6. Sovutish, muzlash chizig'i va rangni aniqlash
Ayoz chizig'ining balandligi - plyonkaning erigan holatdan yarim{1}}qattiq holatga o'tish nuqtasi - qo'sh rangli plyonkada rangni aniqlash uchun muhim nazorat parametridir. Ayoz chizig'i ustidagi eritma hali ham suyuq bo'lib qoladi va agar havo turbulentligi yoki harorat gradientlari qabariq atrofida notekis bo'lsa, rang chegarasi siljishi yoki xiralashishi mumkin.
Alohida zona boshqaruviga ega havo halqasi operatorlarga muzlash chizig'i bir tekis turishi uchun pufak atrofida sovutish kuchini sozlash imkonini beradi. Bir tekis muzlash chizig'i matritsada yaratilgan rangli chiziq shakli yoki qatlam tuzilishini o'rnatadi va bu butun rulon bo'ylab barqaror rang sifatini beradi.
Sovutishning etarli emasligi eritmaning muzlash chizig'idan juda uzoq vaqt davomida aloqada bo'lishiga imkon beradi va bu diffuziya zonasini kengaytiradi va rang qirrasini yumshatadi. Bu ba'zida pasayish effekti uchun yaxshi bo'ladi, lekin aniqlikdagi-chiziqli qadoqlash plyonkasi uchun odatda yomon narsa.
7. Qayta ishlashning umumiy muammolari va yechimlari
| Challenj | Asosiy sabab | Yechim |
|---|---|---|
| Chegara bo'ylab rangli qon ketishi | Haddan tashqari harorat yoki yashash vaqti | Eritma haroratini pasaytirish; chiziq tezligini oshirish |
| Zaif interfeys / delaminatsiya | Kam polimer mosligi yoki past diffuziya chuqurligi | Bog'lovchi qatlam-qatroni qo'shing; qolip haroratini oshirish |
| Noto'g'ri chiziq kengligi | Ikki ekstruder o'rtasidagi bosim nomutanosibligi | Tishli nasoslarni kalibrlash; vintlar tezligini sozlang |
| Pigment aglomeratlari / jellari | Yomon masterbatch dispersiyasi | Yuqori-tarqaladigan masterbatchdan foydalaning; orqa bosimni oshirish |
| Pufak atrofida chiziq aylanib yuradi | Havo halqasining notekis sovutilishi | Sektor{0}}boshqariladigan havo halqasini yoqish; qolipning konsentrikligini tekshiring |
8. Optimal termoyadroviy uchun material tanlash masalalari
Hamma polimer juftlari bir xil darajada kuchli termoyadroviy interfeyslarni hosil qilmaydi. Quyidagi kombinatsiyalar ikki-rangli plyonka kontekstida eng yuqori tabiiy moslikdan eng pastgacha keng tartiblangan:
LLDPE + LLDPE(turli xil zichlik darajasi yoki pigmentlar) - ajoyib tabiiy yopishish
LDPE + LLDPE- juda yaxshi, qishloq xoʻjaligi mulch plyonkasida keng qoʻllaniladi
HDPE + LLDPE- o'rtacha; ko'pgina qadoqlash uchun qabul qilinadigan interfeys kuchi
PP + PE- moslashtiruvchisiz kambag'al; malein angidrid-payvandlangan galstuk qatronini talab qiladi
PE + PA (neylon)- maxsus PE-g-MAH bog‘lash qatlamini talab qiladi; yuqori toʻsiq-ilovalarda qoʻllaniladi
Ikkita rangli mashinani belgilashdan oldin ushbu moslik munosabatlarini tushunish, oʻrnatishdan keyin qimmatga tushadigan qayta shakllantirishning oldini oladi.
Xulosa
Ikkita rangli plyonkali puflash mashinasidagi termoyadroviy mexanizm polimer kimyosi, aniq muhandislik va issiqlik boshqaruvining puxta tashkil etilgan o'zaro bog'liqligidir. Ikkita mustaqil ravishda plastiklashtirilgan rang oqimi matritsa ichida birlashtiriladi, bu erda harorat va yashash vaqti nazorat qilinadigan molekulyar zanjirning rang interfeysi bo'ylab tarqalishini boshqaradi. Pufakchani inflyatsiya qilish paytida ikki o'qli cho'zilish, keyin bu diffuziya aloqasini o'z joyiga qo'yadi va ikkita rang optik jihatdan farq qiladigan, ammo strukturaviy birlashtirilgan plyonka hosil qiladi.
Bu jarayonni yaxshi bajarish uchun masterbatchni tanlash va ekstruderni qolip shakliga-portlash nisbati va muzlash-chiziqlarini nazorat qilishdan tortib - har qadamda ehtiyot bo‘lish kerak. Barcha sozlamalar birgalikda ishlaganda, natijada oziq-ovqat mahsulotlarini qadoqlash, qishloq xo‘jaligida foydalanish, sanoat qoplari va do‘kon mahsulotlari ehtiyojlariga javob beradigan yaxshi, barqaror ikki{4}}rangli plyonka hosil bo‘ladi.
