Оцінювання якості розплаву при екструзії полімерів

Автор(и)

  • Володимир Валерійович Новодворський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
  • Микола Петрович Швед Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
  • Дмитро Миколайович Швед Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2021.248854

Ключові слова:

змішування, екструзія полімерів, температурна однорідність

Анотація

Полімерні матеріали широко розповсюдженні, їх застосовують у всіх галузях промисловості. Експлуатаційні властивості полімерних виробів роблять їх практично незамінними у різних галузях та набули значного поширення і з кожним роком прогнозується зростання їх обсягів виробництва. Екструзія полімерів є одним з основних методів для переробки полімерних матеріалів. Однорідність розплаву є одним із основних факторів, що впливають на якість продукції і визначається рівнем змішування, тобто, перерозподілом добавок у дисперсійному середовищі при додаванні цих добавок до основного полімеру. Визначено вплив робочих умов, геометрії робочих органів та інших параметрів на температурну однорідність розплаву. Наразі уже існує багато методів визначення однорідності розплаву, які можуть використовуватися безпосередньо в процесі екструзії, або після, бути коротко або довготривалими, що власне і визначає привабливість кожного з методів. Для визначення однорідності розплаву часто використовують статистичні методи оцінювання, які були підтвердженні в багатьох експериментах і є відомими. Аналіз показав, що найбільш чутливим, з описаних ним критеріїв, є індекс змішування.

Статистичні критерії оцінювання однорідності розплаву хоч і є широко поширеними, але при екструзії полімерів краще використовувати параметри, що дозволяють аналізувати стан суміші безпосередньо в процесі роботи, визначаючи ті, від яких істотно залежить процес змішування. Проаналізовано методи та критерії для перевірки якості розплаву та визначено можливість використання температурної однорідності для вимірювання та оцінювання якості розплаву безпосередньо в процесі екструзії, в такому випадку відпадає досить затратний процес відбору проб.

Біографії авторів

Володимир Валерійович Новодворський, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант кафедри машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Микола Петрович Швед, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, доцент кафедри машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Дмитро Миколайович Швед, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, провідний інженер кафедри машин та апаратів хімічних і нафтопереробних виробництв Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Посилання

Торнер Р.В., Акутин М.С., Оборудование заводов по переработке пластмасс. М.: Химия. 1986. 400 с.

Wood A.K., 2003, Determination of melt temperature and velocity profiles in flowing polymer melts, pp. 1378-1381.

Abeykoon, C., et al., 2014, Investigation of the temperature homogeneity of die melt flows in polymer extrusion, Polymer Engineering and Science, 54(10), pp. 2430-2440.

Abeykoon, C., 2014, A novel model-based controller for polymer extrusion, IEEE Transactions on fuzzy systems, 22(6), 1413-1430.

Abeykoon, C., et al., 2014, Dynamic modelling of die melt temperature profile in polymer extrusion, IEEE Conference on Decision and Control, pp.2550-2555.

N. Domingues, A. Gaspar-Cunha, J. A. Covas, 2008, Global mixing indices for single screw extrusion, Springer, Suppl 1:723–726, DOI 10.1007/s12289-008-0317-4.

Wilczyński, K., 1988, A method for estimation of polymer melt temperature fluctuation in a single screw extrusion process, Polymer Engineering & Science, 28(7), 429-433.

L. X. Bu, Y. Agbessi, Y. Bereaux, and J.-Y. Charmeau, 2018, Thermal homogeneity of plastication processes in single-screw extruders, P.6, doi: 10.1063/1.5034974.

Wong, A. Y., and Lam, Y. (2008). Visualization study on the dynamic mixing quality during single-screw extrusion, Journal of Polymer Research, 15(1), 11-19.

Abeykoon, C., et al., 2020, Investigation of the temperature homogeneity of die melt flows in polymer extrusion, Polymer Engineering and Science, 54(10), pp. 2430-2440, https://doi.org/10.1002/pen.23784.

Martínez-Pastor, J., Franco, P., Moratilla, D., Lopez-Garcia, P. J. 2018, Optimization of Forming Processes for Gelled Propellant Manufacturing, In Modeling and Simulation in Industrial Engineering, Springer, (pp. 1-28).

J. Deng et al., 2013, Energy consumption analysis for a single screw extruder, Springer, 533-540.

Chamil Abeykoon et al., 2010, Modelling the effects of operating conditions on motor power consumption in single screw extrusion, Springer, 9-20.

A. Shcherbinin, A. Terlych, E. Subbotin, 2012, Extruder power consumption, Russian electrical engineering, №11, pp. 609-612, DOI: 10.3103/S1068371212110132.

Кавецкий Г.Д. Оборудование для производства пластмасс. М.:Химия. 1986, 224 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-24

Як цитувати

Новодворський, В. В., Швед, М. П., & Швед, Д. М. (2021). Оцінювання якості розплаву при екструзії полімерів. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (4), 9–14. https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2021.248854

Номер

Розділ

ХІМІЧНА ІНЖЕНЕРІЯ