Соэкструзия - это создание многослойных структур путем подачи в экструзионную головку нескольких материалов, поступающих от разных цилиндров. Проходя через матрицу, разные потоки расплавов соединяются и образуют различные слои в изделии. На физическом уровне это обеспечивается за счет вязкости полимеров, которая предотвращает смешивание и гарантирует равномерное распределение одного материала по другому.
Как и в случае простой экструзии, полимеры подлежат пластификации, а их поток не должен подвергаться деструкции, поэтому необходимо точное регулирование профилей давления и температуры; кроме того, следует максимально ограничить время пребывания материала в цилиндре.
Несмотря на то, что средства массовой информации продолжают демонизировать пластик в качестве «абсолютного зла», он, с момента своего появления, играет важнейшую роль в развитии человеческого общества. В наши дни модно говорить, что пластик загрязняет окружающую среду. Разумеется, загрязняет, если мы выбрасываем его в море или отравляем пластиковым мусором природу. Хотя это не вина пластика. Это вина тех, кто его выбрасывает, не задумываясь о последствиях. Дело вот в чем: пластик стал столь широко распространен во всем мире, потому что он является дешевым и практичным материалом, который может применяться в бесчисленных сферах. Поэтому сегодня я хотел бы рассказать вам о трех случаях, подтверждающих мой тезис.
Типы применения
Соэкструзия характеризуется многочисленными преимуществами, соэкструдированные изделия используются в самых разных областях, и соответствующий рынок растет по мере появления новых сфер применения. От «дышащей» упаковки в медицинской сфере до барьерных покрытий для упаковки продуктов питания и напитков, а также работы с жидкостями в автомобильной промышленности: соэкструзия является одной из лучших альтернатив для производства изделий с высокими эксплуатационными характеристиками. Обеспечивается комбинация таких параметров, как термо-, влаго- и кислородоустойчивость, в сочетании с механическими, эстетическими и изолирующими свойствами, для производства функциональных компонентов, обладающих большим потенциалом. Кроме того, можно добиться значительной экономии за счет возможности выпускать продукцию, содержащую большой процент переработанных материалов, а также возможности ограничиваться только поверхностными слоями при использовании первичных или ценных, функционализированных и окрашенных материалов.
Принципиальным преимуществом соэкструзии является возможность выпускать из пластмассы изделия, состоящие из двух частей с разной жесткостью. Такая продукция обеспечивает долгосрочные результаты на фоне ограниченных затрат и может использоваться в различных секторах промышленности, от строительной отрасли до пищевой промышленности.
В строительном секторе и производстве труб успех технологии в значительной степени зависит от используемых материалов и конструкции установки: полимеры должны пластифицироваться, их расплавы должны протекать через цилиндры и соединяться при правильных температурах, при правильном соотношении толщины слоев и, прежде всего, в условиях ламинарного течения. Если это требования не выполняются, то вместо многослойности происходит случайное смешение фаз из-за разницы в вязкости полимеров.
Критичность технологического процесса
Взаимное проникновение различных слоев представляет собой типичный дефект, который можно уменьшить, определив правильную длину пути течения, по которому совместно проходят в экструдере различные полимеры. Основные проблемы процесса соэкструзии связаны с зонами контакта слоев, в частности, с их деформацией и нестабильностью. Зоны контакта между различными материалами играют ключевую роль в успешном формировании многослойной структуры: обширная нестабильность, ведущая к искажению и разъединению полимерных потоков, фактически ставит под угрозу конечный результат. Нестабильность в зоне контакта является внутренним дефектом и обычно проявляется в виде зигзагообразных или волнистых эффектов.
Помимо этого, чрезмерное несоответствие вязкости полимеров ведет к появлению ряда негативных последствий для соэкструдата, выходящего из матрицы. Главные последствия, помимо турбулентного (вместо ламинарного) течения, заключаются в обширной инкапсуляции материала с более высокой вязкостью со стороны материала с более низкой вязкостью; данный эффект становится более выраженным по мере увеличения разницы вязкости между двумя полимерами.
Если температура расплава неоднородна, то вязкость может иметь разные локальные значения, что может обусловить более или менее выраженные колебания толщины слоев. Фактически, если один расплав имеет более высокую текучесть по сравнению с другим, то слой, образованный этим материалом, будет толще, чем слой полимера с более низкой текучестью.
В случае деградации одного или нескольких слоев вследствие неправильной конструкции системы, а также ошибочных профилей температуры и давления, может наблюдаться обесцвечивание трубы, а в случае износа калибрующего устройства или неподходящей температуры материала происходит овализация. При достижении еще более высоких значений напряжения сдвига могут наблюдаться все более выраженные явления нестабильности, в частности, прерывистое скольжение, представляющее собой макроскопическое проскальзывание поверхности.
Соэкструзионные решения от Bausano
В любом случае, для понимания проблем, связанных с данной технологией, основополагающим остается реологический аспект: было доказано, что вязкость полимеров является самым важным параметром для определения и, соответственно, решения проблем.
Компания Bausano предлагает широкий ассортимент соэкструдеров, которые используются в медицинской промышленности, исследовательских центрах и университетах, а также в производстве пластмасс.
Данные соэкструдеры могут обрабатывать все термопластичные материалы, такие как PVC, PU, PE, PP, PC, PA, PMMA, PSU, PBT, LCP, PLG, PEEK, FEP, ETFE, PVDF, и в основном используются для производства:
- медицинских и многоканальных трубок
- соэкструдированных труб
- технических профилей, пластин, листов,
- а также для соэкструзии с целью нанесения цветных полос на трубы, кабели и профили.
.jpeg)
.jpeg)
