1.1 Информационный обзор

Вкладыш-пустотообразователь должен быть прочным и выдерживать при контрольной проверке свободное падение на бетонный пол с высоты 1 м без образования трещин, изломов, отколов и других механических повреждений, а также выдерживать без потери формы температуру +120єС в сушильном шкафу в течении 30 минут. Поэтому, они должны удовлетворять следующим требованиям:

прочность, жесткость, твердость, теплостойкость, устойчивость к агрессивным средам, легкость обработки. Всем этим требованиям в полной мере отвечает полипропилен, однако, вследствие действия прямого солнечного света полипропилен, поэтому при переработке полипропилена обязательно добавление стабилизаторов. [4]

Для модификации свойств полипропилена и улучшения потребительских качеств изделий из полипропилена применяются различные добавки и красители. Например, модификация полипропилена полиизобутиленом (5-10%) улучшает перерабатываемость материала, повышает его гибкость, стойкость к растрескиванию, хрупкость при низких температурах снижает. Для модификации свойств применяют также бутилкаучук, силоксановый каучук и другие. Для улучшения переработки термопластов экструзией предлагается ввести концентрат экструзионной добавки "Баско".

Концентрат антистатической добавки марки Т0021/01 может быть использован для предотвращения образования зарядов статистического электричества в изделиях из полиолефинов.

Пластические материалы, как правило, обладают высоким удельным поверхностным сопротивлением и низкой диэлектрической постоянной. Эти свойства при выпуске полимерных изделий приводят к высокому электростатическому заряду на поверхности готовых изделий и, как следствие, налипание на них микрочастиц пыли и грязи.

Уменьшение удельного поверхностного сопротивления полимеров наиболее технологично может быть достигнуто применением добавок, которые вводятся в полимерный материал при переработке, обеспечивая долговременный эффект за счет миграции добавки из внутренних слоев изделия к его поверхности.

Антистатический эффект достигается за счет взаимодействия добавки с атмосферной влагой, в результате чего образуется электропроводимый поверхностный слой. Поскольку миграция на поверхность является предпосылкой действия антистатиков, то их эффективность достигается либо сразу, либо в течении определенного времени после завершения технологического процесса. Для достижения определенного антистатического эффекта необходимая определенная влажность (не менее 30%) воздуха для образования влажной пленки на поверхности полимера.

Рекомендуемый процент ввода 05-3,0% от массы исходного полимера в зависимости от требований к поверхностной электропроводности изделий. Излишняя концентрация антистатика может приводить к "замасливанию" поверхности изделий или негативно влиять на фиксацию печати. Для вкладыша рекомендуется вводить 2% добавки от массы исходного изделия для обеспечения необходимого антистатического эффекта.

Смешение гранул антистатика с гранулами полимера может быть осуществлено путем автоматического дозирования в загрузочную воронку либо в тихоходном смесителе любого типа (барабанном, "пьяной бочке", двухконусном и т.п.). готовая смесь дозируется в загрузочную воронку термопластавтомата и перерабатывается в изделие при стандартных режимах получения данных изделий. [5]

Предлагаются также следующие добавки "Баско"в таблице 1

Таблица 1

Описание технологического процесса.

Технологическая схема производства вкладыша состоит из следующих операций:

прием сырья в контейнерах или мешках;

транспортирование на склад;

хранение сырья;

входной контроль;

подготовка сырья;

формование изделий;

контроль продукции;

механическая обработка;

упаковка;

складирование;

переработка отходов. [18]

Сырье в мешках транспортируется из грузовой машины погрузчиком на склад, где хранится стеллажным способом на поддонах в мешках 17. Затем сырье в мешках с помощью электропогрузчиком 16 подается на растарочную установку 11, из которой пневмотранспортером гранулы сырья поступают в приемный бункер 1, гранулы красителя в бункер 7, гранулы антистатической добавки в бункер 6.

В пневмотранспортных системах воздух нагнетается компрессором через фильтр в транспортерную трубу, куда из бункеров 1,6,7 через питатель подается полипропилен, краситель и добавка. При разгрузки системы циклон можно не применять, так как гранулированные материалы можно выгружать непосредственно в приемный бункер ленточного дозатора 8.

В ленточном дозаторе материал перемещается бесконечным транспортером, закрепленным на раме, и приводимым в движение барабанным электродвигателем. Дозируемый материал из приемного бункера, расположенного над транспортером, поступает на ленту через загрузочное окно с регулирующей заслонкой. Транспортирующая лента дополнительно поддерживается роликовыми опорами. Дозируемый материал сходит с транспортера под собственной силой тяжести; для очистки ленты предназначено очистное устройство. Ленточный дозатор заключен в корпус. [19]

Ленточный дозатор 8 подает материал в загрузочный бункер 9 ТПА, в котором сырье подогревается в токе горячего воздуха. Воздух нагнетается в бункер вентилятором 14, предварительно нагревается нагревательным элементом 15, проходит через нижний фильтр и материал, выходит через отвод воздуха. Материал поступает сначала во внутренний бункер с магнитным распределителем, а затем поступает во внешний бункер с фильтром, где происходит осушение и нагревание его. [20]

Из бункера 9 материал поступает в ТПА марки KuASY 800/250 10.

Технологический цикл в ТПА обеспечивается за счет слаженной работы трех узлов: узла смыкания и запирания форм, узла пластикации и выпуска механизма подвода и отвода, узла пластикации и впрыска. ТПА состоит из устройства для дозирования материала, механизмов для замыкания формы и инжекции, привода, пультов для управления машиной, а также контроля и регулирования температуры. Важнейший узел автомата - инжекционный механизм, состоящий из устройств для объемного или весового дозирования, пластикации и инжекции материала; привода для возвратно-поступательного движения поршней, а также вращательного и поступательного движения червяков; устройства для передвижения инжекционного механизма. [21]

Цикл литья под давлением вкладыша состоит из следующих операций и выполняется в следующей последовательности:

Перемещение подвижной плиты (сначала ускоренный, затем замедленный);

Запирание формы;

Перемещение механизма впрыска к форме и впрыска расплав в форму;

Выдержка материала в форме под давлением;

Охлаждение изделия в форме;

Раскрытие формы;

Подача материала в материальный цилиндр, пластикация и гомогенизация его за счет энергии вращения червяка и тепла, подводимого извне (доза накопленного пластифицированного материала в цилиндре округляется положением конечного выключателя отхода шнека машины);

Раскрытие формы и удаление изделия из формы;

Смазка формы. [18]

Затем готовое изделие подается на стол 12 для механической обработки, где удаляется литник; места обреза литника и облоя, кромки внутренних отверстий зачищаются. Затем изделие упаковывается в контейнер 13, погрузчиком перевозится на склад готовой продукции, где хранятся в контейнерах, обеспечивающих сохранность их при транспортировании и хранении. [3]

Заполненный литником технологический контейнер 13 погрузчиком доставляется к дробилке 14, в которой происходит измельчение литников и других отходов. Установка имеет ротор состоящий из наборов больших и малых ножей (с зубьями подобными циркулярной пиле) и неподвижный нож, выполненный ступенчато с выступами и впадинами, соответствующими зубьям дисковых ножей. Решетка, разделяющая измельчитель, служит первичным классификатором дисперсности полимера. При работе установки отходы подаются в приемный бункер, где захватываются рифами волков. Волки уплотняют и формируют волокно из отходов, переводя их в удобную для измельчения форму.

Увеличение степени уплотнения полотна также можно добиться, изменяя зазор между волками при помощи штоков и пружин. Полотно из отходов направляется в зону резания, где зубьями дисковых ножей затягивается на неподвижный нож, измельчается на кусочки и далее, проваливаются через решетку, отсасываются воздуходувкой. [12]

Измемельченный отход подается в гранулятор водокольцевой 20. Устройство состоит из корпуса грануляторной головки, кольцевой фильтр, кожуха гранулятора, рубящих ножей и привода.

Шесть рубящих ножей закреплены на горизонтальном валу, это облегчает их обслуживание. Расплав полимера из экструдера 19 поступает в гранулированную головку к фильере. Выходящие из фильеры прутки рубятся вращающимися ножами непосредственно у фильеры. Вода поступает по касательной в кожух гранулятора, подхватывает гранулы и транспортирует их в кожух по спиральному кольцу к выходному штуцеру.

Поток воды с гранулами поступает в воотделитель 21, в котором отделяется вода, а гранулы на сушку в барабанную сушилку 22. Кожух гранулятора вместе с валом рубящих ножей и приводом вала установлен на передвижной тележке. [11]

Полученные гранулы из приемного бункера 23 транспортируются пневмотранспортером в ТПА.

Сначала гранулы переработанных отходов поступают в ленточный дозатор 8, затем подаются в загрузочный бункер 9 ТПА 10 в количестве, не превышающем 20% от массы исходного сырья.

Основные параметры технологического процесса.

1. Транспортирование гранул полипропилена и концентратов "Баско" пневмотранспортной системой:

емкость системы не лимитируется;

производительность, кг/ч 50…50000. [18]

2. Дозирование полипропилена и концентратов "Баско" ленточным дозатором:

температура и давление - нормальные;

точность дозирования, % до 1. [18]

3. Подсушивание сырья в токе горячего воздуха:

допустимая влажность сырья после сушки, % 0,1;

продолжительность сушки, ч 0,5…1.

4. Литье под давлением:

продолжительность впрыска, с 15…20;

продолжительность охлаждения, с 45…50;

температура по зонам нагрева литьевой машины, °С I - 220±10;

II - 240±10;

III - 250±10;

IV - 260±10.

нагрев - электрический;

давление, МПа 80…140;

температура формы, °С 70…80; [23]

продолжительность цикла, с 60…70.

5. Установка для измельчения отходов:

температура и давление - нормальные. [14]

6. Гранулирование измельченных отходов:

температура экструзии, °С 220…240;

давление на выходе экструдера, МПа 20…25;

температура воды гранулятора, °С 20-50. [11]

7. Сушка гранул из переработанных отходов:

степень заполнения барабанной сушилки, % 20…30;

температура воздуха, °С 90…110;

продолжительность сушки, ч 1;

давление сушки - нормальное. [18,24]

Характеристика применяемого основного оборудования представлена в таблице 2.

Таблица 2