Технологические режимы наложения пластмассовой изоляции

При переработке полиэтилена в червячном прессе поддерживается следующий температурный режим (°С) по зонам обогрева:

1-я зона . . . 100—120 Головка . . . 200—270

2-я зона . . . 150—180

3-я зона . . . 180—240 Матрица . . . 220—300

Верхние границы указанных значений соответствуют случаям опрессования с высокими скоростями (более 600 м/мин).

Приведенные значения применяются при переработке полиэтилена низкой плотности.

В случае использования полиэтилена высокой плотности температуры повышаются на 40—60 °С.

Охлаждение наложенного слоя полиэтилена производится постепенно. Охлаждающая ванна состоит в этом случае обычно из трех секций. В перовой температура воды в пределах 80—90 °С, во второй 50—70 °С, в третьей 20—40 °С.

Постепенное охлаждение полиэтилена особенно необходимо при изготовлении изделий с толстым слоем изоляции или оболочки. Полиэтилен имеет большой температурный коэффициент расширения (усадки) при сравнительно низкой теплопроводности. Поэтому при резком охлаждении наружные слои, охлаждаясь, деформируются и воздействуют на внутренние, находящиеся еще в расплавленном состоянии. Поэтому возможно образование внутренних напряжений в толще изоляции, а также появление воздушных пустот в результате усадки внутренних слоев при сформировавшихся ранее наружных.

В зависимости от толщины слоя и скорости опрессования подбивают соответствующие температуры и длину секций охлаждающей ванны.

В связи с усадкой полиэтилена при охлаждении диаметр матрицы выбирается несколько большим, чем требуемый диаметр по изоляции.

Основные особенности переработки поливинилхлоридных пластикатов на червячных прессах заключаются в изменении температур в зонах обогрева пресса, конструкции червяка, головки и охлаждающей ванны.

В головке применяются специальные рассекатели и выравниватели потока, обеспечивающие наложение слоя материала концентричным слоем.

Температура (°С) в зонах пресса изменяется для различных рецептур пластиката и составляет:

1-я зона . . . 100—110 Головка . . . 160—180

2-я зона . . . 110—150

3-я зона . . . 120—160 Матрица . . . 180—200

Диаметр матрицы принимается равным диаметру изоляции или оболочки по поверхности.

Охлаждающая ванна выполняется из одной секции с холодной водой.

Переработка фторосодержащих полимеров (фторопласт-4М, фторопласт-40Ш, фторопласт-2М и пр.) на червячных прессах подчиняется ib основном тем же закономерностям, что и переработка полиэтилена, но сопряжена с рядом технических трудностей и имеет ряд особенностей.

Эти сополимеры переходят в состояние пластического течения при весьма высоких температурах (300—400 °С), часто близких к температуре разложения, и имеют вязкость расплава, значительно превышающую вязкость полиэтилена. При их переработке на прессах выделяются активные летучие фтористые вещества, вызывающие разрушение материала, из которых выполнены детали пресса, а также усложняющие работу обслуживающего персонала.

Поэтому червяк, втулка цилиндра, головка, инструмент выполняются из специальных никелевых сплавов, а агрегат снабжен системами приточнонвытяжной вентиляции.

Температуры то зонам пресса при переработке фторопласта-4М и фторолласта-40Ш составляют:

1-я зона . . . 260—310 Головка . . . 340—380

2-я зона . . . 280—320

3-я зона . . . 320—340 Матрица . . . 330—370

Указанные температуры близки к температурам разложения сополимеров. Поэтому на пути прохождения расплава в цилиндре, головке, формующем инструменте делают плавные внутренние переходы во избежание образования «мертвых» зон (скорость потока в которых равна нулю) и разложения материала из-за чрезмерного нагрева. По этой же причине, а также ввиду высокой вязкости расплава коническую часть матрицы обычно выполняют двухконусной с разницей углов в 5—10°. Цилиндрическая часть матрицы L_M принимается равной 12—20 D_M.

Поскольку фторопласты обладают высокой вязкостью расплава, их критические скорости сдвига невысоки и могут быть достигнуты при переработке со скоростями, применяемыми для полиэтилена. В этом случае может иметь место разрыв расплава этих полимеров.

Во избежание этого частота вращения червяка принимается для них значительно меньшей (по сравнению с другими термопластами), а диаметр матрицы D_M делают намного больше, чем требуемый диаметр провода по изоляции.

При этом опрессовапие проводят с вытяжкой, которая происходит, если выдавливаемый в виде свободной трубки материал накладывается на жилу, двигающуюся со значительно большей скоростью. Этим достигается утоньшение слоя материала до требуемой радиальной толщины, уменьшение скорости сдвига и обеспечивается высокая скорость процесса изолирования.

Вытяжка может быть до 50-кратной. Линейная скорость изолирования при этом может достигать 200 м/мин при частоте вращения червяка 10—15 об/мин.

Весьма важным моментом является подогрев жилы перед входом в головку. Необходимо подобрать оптимальную температуру подогрева, которая близка к температуре головки При чрезмерном нагреве жилы может происходить разложение материала в матрице, при недостаточном нагреве из-за отбора жилой тепла от расплава температура его станет недостаточной для переработки. В результате резче проявляются внутренние силы взаимодействия, и в готовой изоляции формируются значительные внутренние «замороженные» напряжения. Слои такой изоляции подвержены растрескиванию и излому даже при нормальной температуре.

Для кабелей и проводов, изолированных фторосодержащими полимерами, применяется воздушное охлаждение или в среде теплостойких жидкостей.