RU2253568C2 - Device for molding of thermoplastic materials - Google Patents

Device for molding of thermoplastic materials Download PDF

Info

Publication number
RU2253568C2
RU2253568C2 RU2003100048/12A RU2003100048A RU2253568C2 RU 2253568 C2 RU2253568 C2 RU 2253568C2 RU 2003100048/12 A RU2003100048/12 A RU 2003100048/12A RU 2003100048 A RU2003100048 A RU 2003100048A RU 2253568 C2 RU2253568 C2 RU 2253568C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extrusion
mouthpiece
coating
melt
elastic
Prior art date
Application number
RU2003100048/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003100048A (en
Inventor
О.Л. Куликов (RU)
О.Л. Куликов
Л.Н. Куликов (RU)
Л.Н. Куликов
Клаус Хорнунг (DE)
Клаус Хорнунг
Original Assignee
Куликов Олег Леонидович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Куликов Олег Леонидович filed Critical Куликов Олег Леонидович
Priority to RU2003100048/12A priority Critical patent/RU2253568C2/en
Publication of RU2003100048A publication Critical patent/RU2003100048A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2253568C2 publication Critical patent/RU2253568C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; food industry; thermoplastic polymeric materials molding by extrusion.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of chemical industry, in particular, to thermoplastic polymeric materials molding by extrusion, mainly to an extrusion of polyethylene and may be used at production of pipes, structural sections, a film. The device contains a nozzle, which base is made out of one material, and on an inner surface of its cavity in the place, which adjoins its outlet, there is a coating or a fixed insert made out of another material, that is elastic as contrasted to a melt of the polymeric material. The length of the coating or the insert is no less than 1/10 of a gap width for the melt squeezing out. The invention ensures an increase of the flawless extrusion rate of melts of the polymers subject to crushing.
EFFECT: the invention ensures an increase of the flawless extrusion rate of melts of the polymers subject to crushing.
2 cl, 15 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Заявляемое устройство относятся к формованию термопластичных полимерных материалов экструзией, а преимущественно к экструзии полиэтилена, и может быть использовано при изготовлении трубы, профиля, пленки.The inventive device relates to the molding of thermoplastic polymeric materials by extrusion, and mainly to the extrusion of polyethylene, and can be used in the manufacture of pipes, profiles, films.

Уровень техникиState of the art

Полимеры, изготовленные с использованием металлоценовых катализаторов, характеризуются узким распределением молекулярного веса полимерных цепей, повышенной прочностью, жесткостью, прозрачностью и легкостью, но при повышенных скоростях переработки приобретают шероховатость, известную как "акулья кожа" или "змеиная кожа", "дробление расплава" (смотри обзор технической литературы, в следующих работах: [1-7]. Появление дефектов на поверхности изделий ограничивает скорость переработки пластиков. Наиболее распространенным в индустрии пластиком является полиэтилен. Полиэтилен, получаемый на металлоценовых катализаторах, характеризуется узким распределением молекулярного веса, он прочнее и прозрачнее, чем обычный полиэтилен. По оценке специалистов в перспективе 2010 года мировое использование линейного полиэтилена, получаемого на металлоценовых катализаторах, увеличится до 18 млн. т и достигнет примерно половины общего объема потребления этого вида пластмасс. Полиэтилен используется в основном для производства пленки (около 60% от общего объема) методом экструзии и раздувания трубы. При экструзии полиэтилена с узким распределением молекулярного веса уже при небольших скоростях экструзии (около 10 мм/сек) поверхность трубы приобретает шероховатость, а получаемая раздуванием трубы тонкая пленка имеет пониженный блеск на отражение и рассеивает проходящий свет, что снижает потребительское качество продукта. Сходные дефекты могут наблюдаться при переработке смесей полимерных материалов с наполнителем. Появление дефектов на поверхности расплава при увеличении скорости экструзии ограничивает производительность машин для изготовления пленки и тонкостенного профиля.Polymers made using metallocene catalysts are characterized by a narrow molecular weight distribution of the polymer chains, increased strength, stiffness, transparency and lightness, but at higher processing speeds they acquire a roughness known as “shark skin” or “snake skin”, “melt crushing” ( see the review of technical literature in the following works: [1-7]. The appearance of defects on the surface of products limits the speed of processing plastics. The most common in the plastics industry com is polyethylene. Polyethylene obtained on metallocene catalysts is characterized by a narrow molecular weight distribution, it is stronger and more transparent than ordinary polyethylene. According to experts, in 2010 the global use of linear polyethylene obtained on metallocene catalysts will increase to 18 million tons and will reach about half of the total consumption of this type of plastics. Polyethylene is mainly used for the production of film (about 60% of the total volume) by extrusion and blowing. I'm a pipe. During the extrusion of polyethylene with a narrow molecular weight distribution, even at low extrusion speeds (about 10 mm / s), the pipe surface becomes rough, and the thin film obtained by blowing the pipe has a reduced reflection gloss and scatters the transmitted light, which reduces the consumer quality of the product. Similar defects can be observed when processing mixtures of polymeric materials with filler. The appearance of defects on the surface of the melt with increasing extrusion speed limits the performance of machines for the manufacture of film and thin-walled profiles.

Известны несколько методов устранения поверхностной шероховатости, а именно:Several methods for eliminating surface roughness are known, namely:

- увеличение температуры расплава;- increase in melt temperature;

- использование добавок, снижающих прилипание термопластичного материала к стенкам;- the use of additives that reduce the adhesion of thermoplastic material to the walls;

- локальный нагрев или охлаждение стенок сопла (мундштука) экструдера;- local heating or cooling of the walls of the nozzle (mouthpiece) of the extruder;

- изменение геометрии сопла (мундштука) пресса экструдера;- change the geometry of the nozzle (mouthpiece) of the extruder press;

- изготовление сопла (мундштука) из материалов увеличивающих или уменьшающих прилипание к стенкам, нанесение соответствующих покрытий или использование соответствующих вставок.- the manufacture of a nozzle (mouthpiece) from materials that increase or reduce adhesion to the walls, applying the appropriate coatings or using appropriate inserts.

Увеличение температуры расплава полиэтилена увеличивает нестабильность пузыря к раздуванию сжатым газом и приводит к неравномерной толщине получаемой пленки, что недопустимо в производстве. Дополнительно увеличение температуры расплава полимерного материала приводит к его термическому разложению, окрашиванию материала и потере механической прочности.An increase in the temperature of the molten polyethylene increases the instability of the bubble to inflate with compressed gas and leads to an uneven thickness of the resulting film, which is unacceptable in production. Additionally, an increase in the melt temperature of the polymer material leads to its thermal decomposition, dyeing of the material and loss of mechanical strength.

Использование специальных добавок, например фторированных полимеров [8, 9], увеличивает стоимость сырья и затрудняет возможность соединения пленки сваркой при нагреве, что необходимо для изготовления пластиковых пакетов.The use of special additives, for example, fluorinated polymers [8, 9], increases the cost of raw materials and makes it difficult to connect the film by welding during heating, which is necessary for the manufacture of plastic bags.

Нагрев выходного сечения мундштука существенно выше температуры плавления полимерного материала [10, 11] или локальное охлаждение [12] усложняет конструкцию мундштука.Heating the outlet cross section of the mouthpiece significantly higher than the melting temperature of the polymer material [10, 11] or local cooling [12] complicates the design of the mouthpiece.

Изменение геометрии мундштука может соответствовать или увеличению толщины зазора по всей длине мундштука [13], или локальному увеличению зазора вблизи выходного сечения мундштука [14, 15], или удлинению мундштука. При увеличении зазора степень раздувания трубки для изготовления тонкой пленки увеличивается и, соответственно, увеличивается степень ориентации молекул полиэтилена, что приводит к снижению механической однородности пленки и стойкости пленки к износу. Более толстая стенка трубки одновременно требует большего времени для охлаждения, что снижает производительность машин. Более длинный мундштук требует более высокого давления для продавливания расплава термопластичного материала, что усложняет и удорожает конструкцию пресс экструдера.A change in the geometry of the mouthpiece can correspond either to an increase in the thickness of the gap along the entire length of the mouthpiece [13], or to a local increase in the gap near the outlet section of the mouthpiece [14, 15], or to an extension of the mouthpiece. As the gap increases, the degree of inflation of the tube for manufacturing a thin film increases and, accordingly, the degree of orientation of the polyethylene molecules increases, which leads to a decrease in the mechanical uniformity of the film and the resistance of the film to wear. A thicker wall of the tube at the same time requires more time for cooling, which reduces the performance of machines. A longer mouthpiece requires higher pressure to force the melt of the thermoplastic material, which complicates and increases the cost of the extruder press design.

Изготовление мундштука из материалов или покрытие поверхности мундштука материалами, увеличивающими прилипание полиэтилена к стенкам [16, 17], позволяет стабилизировать экструзию и получать бездефектный продукт при более высоких скоростях экструзии. Например, изготовление мундштука из латуни или никеля, легированного фосфором, дает лучшие результаты по сравнению со сталью, легированной хромом или никелем. Однако увеличение производительности машин при использовании таких материалов незначительно. Одновременно известно [18, 19], что снижение прилипания полимеров к стенкам мундштука, например за счет использования тонких (менее микрона толщиной) покрытий фторированными полимерами или применения вставок из PTFE (фтор- полиэтилена, торговая марка - Teflon) во внутренней полости мундштука, позволяют подавить образование дефектов на поверхности и увеличить скорость бездефектной экструзии в несколько (до 3,5) раз.The manufacture of the mouthpiece from materials or coating the surface of the mouthpiece with materials that increase the adhesion of polyethylene to the walls [16, 17], allows to stabilize the extrusion and to obtain a defect-free product at higher extrusion speeds. For example, the manufacture of a mouthpiece made of brass or nickel doped with phosphorus gives better results compared to steel alloyed with chromium or nickel. However, the increase in machine performance when using such materials is negligible. At the same time, it is known [18, 19] that a decrease in the adhesion of polymers to the walls of the mouthpiece, for example due to the use of thin (less than micron thick) coatings with fluorinated polymers or the use of PTFE inserts (fluoropolyethylene, trademark - Teflon) in the mouth of the mouthpiece, allow suppress the formation of defects on the surface and increase the speed of defect-free extrusion several (up to 3.5) times.

Изготовление мундштука из одного материала и нанесение покрытий или использование вставок во внутреннюю полость мундштука из другого материала с целью придания особых свойств внутренней поверхности, примыкающей к выходу из мундштука, является наиболее простым технологическим приемом, позволяющим увеличить скорость бездефектной экструзии. Недостатком известных устройств и материалов, применяемых для увеличения скорости бездефектной экструзии, является малое увеличение скорости.The manufacture of a mouthpiece from one material and coating or the use of inserts in the inner cavity of the mouthpiece from another material in order to impart special properties to the inner surface adjacent to the outlet of the mouthpiece is the simplest technological technique to increase the speed of defect-free extrusion. A disadvantage of the known devices and materials used to increase the speed of defect-free extrusion is a small increase in speed.

Несмотря то, что появление дефектов при увеличении скорости экструзии известно уже более 55 лет, и на значительные усилия исследователей понять причину возникновения дефектов, до сих пор нет единого мнения по этому поводу, а успехи по предотвращению появления дефектов незначительны. Можно выделить две точки зрения на причину возникновения дефектов при экструзии полиэтилена, а именно:Despite the fact that the appearance of defects with an increase in the extrusion rate has been known for more than 55 years, and the considerable efforts of researchers to understand the cause of the defects, there is still no consensus on this, and the success in preventing the appearance of defects is insignificant. Two points of view can be distinguished on the cause of defects during extrusion of polyethylene, namely:

1. Дефекты образуются при переходе расплава полиэтилена от прилипания к скольжению вдоль стенки. В пользу этого объяснения свидетельствуют экспериментальные данные, показывающие, что удельные потери пластического потока на трение снижаются одновременно с появлением дефектов на поверхности выходящего продукта. Потери на трение могут снижаться из-за скольжения полимерного материала вдоль твердой и гладкой стенки вблизи выхода мундштука.1. Defects are formed during the transition of the polyethylene melt from sticking to sliding along the wall. This explanation is supported by experimental data showing that the specific loss of plastic flow due to friction decreases simultaneously with the appearance of defects on the surface of the outlet product. Friction losses can be reduced due to the sliding of the polymer material along a hard and smooth wall near the mouthpiece exit.

2. Дефекты образуются сразу после выхода расплава полиэтилена из мундштука из-за кавитации поверхностного слоя материала. Действительно, торможение пластического потока трением о внутреннюю поверхность формующего сопла мундштука снижает скорость движения во внешних слоях потока. После выхода материала из формующего сопла при очевидном отсутствии трения распределение скорости должно стать равномерным по сечению продукта. Таким образом, после выхода из мундштука происходит ускорение внешних слоев пластического потока. Ускорение соответствует растяжению поверхностного слоя, гидростатическому разрежению и кавитации [20]. Использование материалов, обеспечивающих скольжение расплава вдоль твердой стенки, уменьшит разницу в скорости между сердцевиной потока и поверхностью, соответственно, уменьшится ускорение поверхностного слоя материала на выходе из мундштука и уменьшится гидростатическое разрежение до величин, недостаточных для кавитации материала.2. Defects are formed immediately after the polyethylene melt exits the mouthpiece due to cavitation of the surface layer of the material. Indeed, the inhibition of plastic flow by friction on the inner surface of the nozzle of the nozzle reduces the speed of movement in the outer layers of the stream. After the material leaves the forming nozzle with an obvious absence of friction, the velocity distribution should become uniform over the product cross section. Thus, after exiting the mouthpiece, acceleration of the outer layers of the plastic flow occurs. Acceleration corresponds to extension of the surface layer, hydrostatic rarefaction, and cavitation [20]. The use of materials providing melt sliding along a solid wall will reduce the difference in velocity between the core of the flow and the surface, respectively, the acceleration of the surface layer of the material at the mouth of the mouthpiece will decrease, and the hydrostatic depression will be reduced to values insufficient for material cavitation.

Наиболее близким к предлагаемому решению является известный способ уменьшения дробления расплава при переработке полиэтилена с узким распределением молекулярного веса путем экструзии через мундштук с поверхностным слоем из специального материала, который повышает прилипание расплава к твердой стенке [16]. В описании этого способа присутствует описание устройства мундштука, предназначенного для получения цилиндрической трубки полиэтилена и раздувания ее в пленку, которое предусматривает изготовление основы мундштука из одного материала (преимущественно нержавеющей стали) и использование вставок во внутреннюю полость мундштука или нанесение покрытий на внутреннюю поверхность мундштука из другого материала (например, из латуни), который повышает прилипание расплава к внутренней поверхности.Closest to the proposed solution is a known method of reducing melt crushing in the processing of polyethylene with a narrow molecular weight distribution by extrusion through a mouthpiece with a surface layer of a special material that increases melt adhesion to a solid wall [16]. In the description of this method there is a description of the device of the mouthpiece designed to produce a cylindrical tube of polyethylene and blow it into a film, which involves the manufacture of the basis of the mouthpiece of one material (mainly stainless steel) and the use of inserts in the inner cavity of the mouthpiece or coating the inner surface of the mouthpiece of another a material (for example, made of brass) that increases the adhesion of the melt to the inner surface.

Техническим результатом, достигаемым при использовании известного технического решения, является увеличение скорости бездефектной экструзии.The technical result achieved by using the known technical solution is to increase the speed of defect-free extrusion.

Недостатком известного способа и устройства является малое увеличение производительности машин для изготовления пленки.The disadvantage of this method and device is a small increase in the productivity of machines for the manufacture of film.

Неожиданно, мы установили экспериментально, что покрытие поверхности металла упругим материалом позволяет увеличить скорость бездефектной экструзии, и предлагаем новое устройство для формования пластичного материала.Unexpectedly, we established experimentally that coating a metal surface with an elastic material makes it possible to increase the speed of defect-free extrusion, and we propose a new device for molding plastic material.

Заявляемое в качестве изобретения устройство для формования пластичного материала направлено на увеличение бездефектной скорости экструзии расплавов полимеров.The inventive device for molding plastic material is aimed at increasing the defect-free extrusion rate of polymer melts.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Указанный результат достигается тем, что для экструзии используется мундштук, основа которого выполнена из одного материала, а на внутренней поверхности полости в той его части, которая примыкает к выходу мундштука, нанесено покрытие или закреплена вставка из другого материала, и устройство характеризуется тем, что это покрытие или внутренняя вставка выполнены из упругого материала.This result is achieved by the fact that for extrusion, a mouthpiece is used, the base of which is made of one material, and on the inner surface of the cavity in the part adjacent to the mouth of the mouthpiece, a coating is applied or an insert of another material is fixed, and the device is characterized in that the coating or inner insert is made of resilient material.

Частный случай реализации устройства характеризуется тем, что покрытие или внутренняя вставка выполнена длиной не менее 1/10 части от ширины зазора для выдавливания расплава.A particular case of the implementation of the device is characterized in that the coating or the inner insert is made with a length of at least 1/10 of the width of the gap for extruding the melt.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются:Distinctive features of the claimed device are:

- использование покрытия или внутренней вставки из упругого материала,- the use of a coating or an inner insert of elastic material,

- выполнение покрытия или внутренней вставки длиной не менее 1/10 части от ширины зазора для выдавливания расплава.- the implementation of the coating or the inner insert with a length of at least 1/10 of the width of the gap for extruding the melt.

Покрытие может иметь постоянную или переменную толщину. Например, для улучшения механического зацепления покрытия с материалом основы мундштука поверхность основы может быть выполнена с поверхностным рельефом в виде, например, кольцевых или спиральных канавок.The coating may have a constant or variable thickness. For example, to improve the mechanical engagement of the coating with the base material of the mouthpiece, the surface of the base can be made with a surface relief in the form of, for example, circular or spiral grooves.

В сечении, параллельном оси устройства, вставка преимущественно выполнена с прямоугольным или иным профилем, содержащим внутреннюю цилиндрическую поверхность, параллельную оси мундштука и с длиной не менее 10% от ширины зазора для выдавливания расплава. Вставка может быть выполнена в комбинации с покрытием или состоять из нескольких частей, не соединяющихся между собой.In a section parallel to the axis of the device, the insert is preferably made with a rectangular or other profile containing an inner cylindrical surface parallel to the axis of the mouthpiece and with a length of at least 10% of the width of the gap for extruding the melt. The insert can be made in combination with a coating or consist of several parts that are not interconnected.

Краткое описание чертежей и дополнительных материаловBrief description of drawings and additional materials

На Фиг.1 представлены кривые изменения упругого и вязкого модуля для расплава полиэтилена при изменении частоты деформации. На Фиг.2 представлены кривые изменения упругого и вязкого модуля для силиконовой резины при изменении частоты деформации. На Фиг.3 представлены схематически варианты выполнения устройства для экструзии: "А" - согласно известным техническим решениям с использованием металлического или стеклянного мундштука без покрытия, "Б" - согласно предлагаемого технического решения с использованием резинового покрытия на металлическую основу мундштука, "В" - с использованием резиновых вставок в металлическом корпусе мундштука. На Фиг.4 схематически представлены варианты выполнения мундштука: "А" - согласно предлагаемого технического решения с использованием коротких кольцевых вставок, "Б" - с использованием кольцевого резинового покрытия на стеклянной основе мундштука вблизи его выхода. На Фиг.5 схематически представлены варианты выполнения устройства для экструзии: "А" - для изготовления трубы, "Б" - для изготовления стержня. На Фиг.6 представлены кривые изменения давления при увеличении скорости экструзии через мундштук, изготовленный из стекла (сплошная кривая). Представлена также кривая изменения частоты появления дефектов на поверхности продукта при увеличении скорости экструзии (пунктир). На Фиг.7 представлен график зависимости критической скорости экструзии от температуры расплава полиэтилена. Критическая скорость экструзии здесь - это максимальная скорость бездефектной экструзии. На Фиг.8 представлен график зависимости критической скорости экструзии от длины мундштука. На Фиг.9 представлена кривая изменения давления при увеличении скорости экструзии полиэтилена через мундштук, изготовленный из латуни с упругим покрытием (сплошная кривая) и из стали (пунктир). Крестом помечено появление дефектов (акулья кожа) в случае использования стального мундштука. Наклонным крестом помечено разрушение упругого покрытия. На Фиг. 10 представлены кривые изменения давления при увеличении скорости экструзии полиэтилена через стеклянный мундштук с упругими покрытиями и без покрытия. На Фиг.11 представлен профиль скорости потока при экструзии через стеклянный мундштук с упругим покрытием (сплошная кривая) и через стеклянный мундштук без покрытия (пунктир). Значения скорости потока нормированы на скорость экструзии. На Фиг. 12 представлены кривые изменения нормированной скорости скольжения расплава полиэтилена вдоль упругой поверхности при увеличении скорости экструзии для 144° С (сплошная кривая), 158° С (пунктир), 187° С (точки). На Фиг. 13 представлены кривые изменения давления при увеличении скорости экструзии полиэтилена через мундштук, изготовленный из стекла без покрытия (сплошная кривая), из стекла с покрытием силиконовой резиной (пунктир) и из стекла с покрытием фторированной силиконовой резиной. На Фиг. 14 представлены кривые изменения давления при увеличении скорости экструзии полиэтилена через мундштук, изготовленный из стекла без покрытия (сплошная кривая), из стекла с тонким (порядка 0,001 мм) покрытием силиконовой резиной (пунктир) и из стекла с толстым (0,2 мм) покрытием силиконовой резиной (точки). Крестами помечены моменты появление дефектов поверхности. На Фиг. 15 представлены кривые изменения давления при увеличении скорости экструзии полиэтилена через мундштук, изготовленный из стекла без покрытия (сплошная кривая), из стекла с тонким (порядка 0,001 мм) покрытием фторированным полимером VITON (пунктир) и из стекла с тонким покрытием упругим термопластичным эластомером ТРЕ-120 (точки). Крестами помечены моменты появление дефектов поверхности.Figure 1 presents the curves of changes in the elastic and viscous module for the molten polyethylene with a change in the frequency of deformation. Figure 2 presents the curves of changes in the elastic and viscous module for silicone rubber with a change in the frequency of deformation. Figure 3 presents schematically embodiments of the device for extrusion: "A" according to known technical solutions using a metal or glass mouthpiece without coating, "B" according to the proposed technical solution using a rubber coating on a metal base of the mouthpiece, "C" - using rubber inserts in the metal case of the mouthpiece. Figure 4 schematically presents embodiments of the mouthpiece: "A" according to the proposed technical solution using short ring inserts, "B" using an annular rubber coating on a glass base of the mouthpiece near its outlet. Figure 5 schematically presents embodiments of the device for extrusion: "A" for the manufacture of pipes, "B" for the manufacture of the rod. Figure 6 presents the curves of pressure changes with increasing speed of extrusion through a mouthpiece made of glass (solid curve). A curve is also presented of the frequency of occurrence of defects on the surface of the product with increasing extrusion speed (dashed line). Figure 7 presents a graph of the dependence of the critical extrusion rate on the melt temperature of polyethylene. The critical extrusion rate here is the maximum speed of defect-free extrusion. On Fig presents a graph of the dependence of the critical extrusion speed on the length of the mouthpiece. Figure 9 shows the pressure variation curve with increasing speed of extrusion of polyethylene through a mouthpiece made of brass with an elastic coating (solid curve) and steel (dashed line). The cross marks the appearance of defects (shark skin) in the case of using a steel mouthpiece. The inclined cross marks the destruction of the elastic coating. In FIG. Figure 10 shows the curves of pressure changes with increasing speed of extrusion of polyethylene through a glass mouthpiece with elastic coatings and without coating. Figure 11 shows the profile of the flow rate during extrusion through a glass mouthpiece with an elastic coating (solid curve) and through a glass mouthpiece without coating (dashed line). The flow rate values are normalized to the extrusion rate. In FIG. Figure 12 shows the curves of changes in the normalized sliding velocity of the polyethylene melt along the elastic surface with increasing extrusion rate for 144 ° С (solid curve), 158 ° С (dashed line), 187 ° С (points). In FIG. Figure 13 shows the pressure variation curves with increasing speed of extrusion of polyethylene through a mouthpiece made of uncoated glass (solid curve), glass coated with silicone rubber (dotted line) and glass coated with fluorinated silicone rubber. In FIG. Figure 14 shows the pressure variation curves with increasing speed of extrusion of polyethylene through a mouthpiece made of uncoated glass (solid curve), glass with a thin (about 0.001 mm) coated silicone rubber (dotted line) and glass with a thick (0.2 mm) coating silicone rubber (dots). Crosses mark the moments of the appearance of surface defects. In FIG. Figure 15 shows the curves of pressure changes with increasing speed of extrusion of polyethylene through a mouthpiece made of uncoated glass (solid curve), of glass with a thin (about 0.001 mm) coating of VITON fluorinated polymer (dashed line) and of glass with a thin coating of TRE- elastic thermoplastic elastomer 120 (dots). Crosses mark the moments of the appearance of surface defects.

В Таблицах представлены значения критической скорости экструзии, при которой происходит образование дефектов на поверхности выходящего продукта для температуры 155° С: Таблица 1 - для неупругого материала мундштука, Таблица 2 - для упругих покрытий, Таблица 3 - для длинных вставок из резины, Таблица 4 - для коротких вставок, Таблица 5 - для коротких и длинных покрытий стеклянного мундштука, и без покрытия (температура 158° С), Таблица 6 - для кольцевого мундштука с покрытием и без покрытия (температура 158° С).The Tables show the values of the critical extrusion rate at which defects are formed on the surface of the outlet product at a temperature of 155 ° C: Table 1 - for inelastic mouthpiece material, Table 2 - for elastic coatings, Table 3 - for long rubber inserts, Table 4 - for short inserts, Table 5 - for short and long coatings of the glass mouthpiece, and without coating (temperature 158 ° C), Table 6 - for the ring mouthpiece with and without coating (temperature 158 ° C).

ТерминологияTerminology

Термин "пластичный материал" или для краткости "пластик" означает материал, который может необратимо деформироваться под действием нагрузки без разрушения.The term "plastic material" or, for brevity, "plastic" means a material that can be irreversibly deformed under load without breaking.

Термин "термопластичный полимерный материал" или для краткости "термопластичный материал", "термопласт" означает материал на основе полимера, который размягчается и приобретает способность к пластической деформации при нагреве до температуры меньше температуры его термического разложения. В общем случае термопластичный материал имеет в своем составе не только сам полимер, но и различные добавки: антиоксиданты, стабилизаторы, добавки для уменьшения статического электричества, органические и неорганические наполнители, красители, пластификаторы, добавки предотвращающие слипание полимерных изделий, например антиблоковые добавки для полимерной пленки, добавки улучшающие переработку полимеров, например масла и т.д. Примеры полимерного материала включают, но не ограничены следующим списком: полиолефины, фторированные углеводородные полимеры, винил- полимеры, акриловые и метил- акриловые полимеры и эластомеры, полиацетаты и их сополимеры, полиэфиры, полиамиды, поликарбонаты, полисульфонаты и полиуретаны, термопластичные эфиры целлюлозы.The term "thermoplastic polymeric material" or, for brevity, "thermoplastic material", "thermoplastic" means a material based on a polymer that softens and becomes capable of plastic deformation when heated to a temperature lower than its thermal decomposition temperature. In general, a thermoplastic material includes not only the polymer itself, but also various additives: antioxidants, stabilizers, additives to reduce static electricity, organic and inorganic fillers, dyes, plasticizers, additives preventing the adhesion of polymer products, for example, anti-block additives for a polymer film additives improving the processing of polymers, for example oils, etc. Examples of polymeric material include, but are not limited to, polyolefins, fluorinated hydrocarbon polymers, vinyl polymers, acrylic and methyl acrylic polymers and elastomers, polyacetates and their copolymers, polyesters, polyamides, polycarbonates, polysulfonates and polyurethanes, thermoplastic cellulose ethers.

Прежде всего, предлагаемое техническое решение предназначено для использования при формовании полиолефинов. Примеры полиолефинов включают, но не ограничены полимерами и сополимерами этилена, пропилена, бутена, пентена, гексена, а также сополимерами молекул полиолефинов с силанами и с мономерами, содержащими полярные молекулы, которые включают, но не ограничены виниловым спиртом, акриловой кислотой, а также смесями этих полимеров. Практически предпочтительными материалами для экструзии являются: полиолефины и их сополимеры, полученные с использованием металлоценовых катализаторов и для которых характерно узкое распределение молекулярного веса. Предлагаемое техническое решение с некоторыми ограничениями может быть использовано для улучшения экструзии смесей сырых эластомеров с пероксидами, которые вулканизируются по свободно-радикальному механизму, или термопластичных эластомеров на основе блок-сополимеров, или при экструзии смесей термопластичных полимеров с эластомерами.First of all, the proposed technical solution is intended for use in the molding of polyolefins. Examples of polyolefins include, but are not limited to polymers and copolymers of ethylene, propylene, butene, pentene, hexene, as well as copolymers of polyolefin molecules with silanes and with monomers containing polar molecules, which include, but are not limited to vinyl alcohol, acrylic acid, and mixtures these polymers. Practically preferred materials for extrusion are: polyolefins and their copolymers obtained using metallocene catalysts and which are characterized by a narrow molecular weight distribution. The proposed technical solution with some limitations can be used to improve the extrusion of mixtures of crude elastomers with peroxides that are vulcanized by the free radical mechanism, or thermoplastic elastomers based on block copolymers, or by extrusion of mixtures of thermoplastic polymers with elastomers.

В соответствии с предлагаемым техническим решением для экструзии используется мундштук, основа которого выполнена из жесткого материала, а на внутренней поверхности полости в той его части, которая примыкает к выходу, нанесено покрытие или закреплена вставка из упругого материала.In accordance with the proposed technical solution for extrusion, a mouthpiece is used, the base of which is made of hard material, and on the inner surface of the cavity in the part adjacent to the exit, a coating is applied or an insert of elastic material is fixed.

Термин "упругий материал" означает материал упругий по сравнению с термопластичным полимерным материалом.The term "resilient material" means a resilient material compared to a thermoplastic polymeric material.

Расплав полимерного материала проявляет упругие свойства для коротких процессов и пластические свойства для длительных. Для измерения соотношения между пластическими и упругими свойствами материала тонкий его слой деформируют периодически в направлении параллельно поверхности [21], т.е. деформация сдвига γ =γ 0· SIN(ω t). Если F - сила, приложенная к площади поверхности S в направлении паралельно этой поверхности, то напряжение сдвига σ =F/S. Напряжение сдвига в вязкоупругом материале принято описывать с помощью G' -упругого модуля и G" - вязкого модуля. Тогда σ =γ 0· (G’· sin(ω t)+G"· cos(ω t)). На Фиг.1 графически представлено для температуры 165° С изменение упругого и вязкого модуля G', G" и изменение отношения между упругим и вязким модулем G’/G" с частотой воздействия f=2π ω для расплава полиэтилена LL1201 XV, который мы использовали в примерах реализации предлагаемого технического решения. Кривые были измерены прибором RT20 Rotovisco [22]. В пределе малых частот воздействия вязкий модуль больше упругого модуля, то есть материал ведет себя как жидкость. В пределе высоких частот воздействия вязкий модуль меньше упругого модуля, то есть материал ведет себя как упругое тело.The molten polymer material exhibits elastic properties for short processes and plastic properties for long ones. To measure the relationship between the plastic and elastic properties of the material, its thin layer is periodically deformed in the direction parallel to the surface [21], i.e. shear strain γ = γ 0 · SIN (ω t). If F is the force applied to the surface area S in the direction parallel to this surface, then the shear stress σ = F / S. The shear stress in a viscoelastic material is usually described using a G '-elastic modulus and G "- viscous modulus. Then σ = γ 0 · (G' · sin (ω t) + G" · cos (ω t)). Figure 1 graphically shows for a temperature of 165 ° C the change in the elastic and viscous modulus G ', G "and the change in the ratio between the elastic and viscous modulus G' / G" with the frequency of exposure f = 2π ω for the melt of polyethylene LL1201 XV, which we used in examples of the implementation of the proposed technical solution. Curves were measured with an RT20 Rotovisco instrument [22]. In the limit of low frequencies, the viscous modulus is larger than the elastic modulus, that is, the material behaves like a liquid. In the limit of high exposure frequencies, the viscous modulus is less than the elastic modulus, i.e., the material behaves like an elastic body.

Как показано ниже в примере 4, при экструзии расплава этого полиэтилена при температуре 165° С возникают дефекты поверхности с частотой их появления около 40 Гц. Причина появления осцилляций может объясняться следующим образом. На выходе из мундштука поверхностный слой продукта ускоряется и растягивается. Упругая энергия растяжения высвобождается в периодических переходах "прилипание-скольжение", т.е. скачкообразных сдвигах поверхностного слоя материала вдоль поверхности мундштука вблизи его выхода, и в разрушении (дроблении) поверхностного слоя полимера трещинами. Соотношение между упругим и вязким модулем для расплава полиэтилена на частотах появления дефектов близко к G’/G"=1,7. Значение 1,7 можно использовать в качестве критерия упругого материала.As shown in Example 4 below, extrusion of the melt of this polyethylene at a temperature of 165 ° C causes surface defects with a frequency of occurrence of about 40 Hz. The reason for the appearance of oscillations can be explained as follows. At the mouth of the mouthpiece, the surface layer of the product accelerates and stretches. The elastic tensile energy is released in periodic adherence-slip transitions, i.e. abrupt shifts of the surface layer of the material along the surface of the mouthpiece near its outlet, and in the destruction (crushing) of the surface layer of the polymer by cracks. The ratio between the elastic and viscous modulus for the polyethylene melt at the frequencies of occurrence of defects is close to G ’/ G" = 1.7. The value of 1.7 can be used as a criterion for an elastic material.

Если в соответствии с предлагаемым техническим решением поверхность мундштука вблизи выхода имеет покрытие из упругого материала, то колебания демпфируются покрытием. Материал покрытия должен быть упругим по сравнению с расплавом полимера, т.е. отношение упругого модуля к вязкому модулю для этого материала должно быть по крайней мере в 1,7 раз больше соответствующей величины для расплава полимера. Тогда можно ожидать, что в связанной механической системе полимер-покрытие резонансная частота уменьшится, что обеспечит демпфирование колебаний. Дополнительно, наличие покрытия приводит к перераспределению упругой энергии между полимером и покрытием. Чем больше соотношение G'полимер/G’’покрытие, тем лучше демпфируются колебания.If, in accordance with the proposed technical solution, the surface of the mouthpiece near the outlet has a coating of elastic material, then the vibrations are damped by the coating. The coating material must be resilient compared to the polymer melt, i.e. the ratio of the elastic modulus to the viscous modulus for this material should be at least 1.7 times greater than the corresponding value for the polymer melt. Then it can be expected that in a coupled mechanical polymer-coating system, the resonant frequency will decrease, which will provide damping of the vibrations. Additionally, the presence of a coating leads to a redistribution of elastic energy between the polymer and the coating. The larger the G ' polymer / G'' coating ratio, the better the vibration damped.

Таким образом, материал покрытия можно считать упругим, если отношение его упругого модуля к вязкому модулю на характерной частоте появления дефектов превышает соответствующее значение для расплава полимера в 1,7 раз. В нашем случае это означает (G'покрытие /G"покрытие)>3. На Фиг.2 графически представлено изменение упругого модуля G' и вязкого модуля G" с частотой воздействия f для силиконовой резины, которую мы использовали в примерах реализации предлагаемого технического решения. На характерных частотах появления дефектов 40 Гц измеренное соотношение G’/G">20. Очевидно такая резина является упругим материалом.Thus, the coating material can be considered elastic if the ratio of its elastic modulus to the viscous modulus at a characteristic frequency of occurrence of defects exceeds the corresponding value for the polymer melt by 1.7 times. In our case, this means (G ' coating / G " coating )> 3. Figure 2 graphically shows the change in the elastic modulus G' and the viscous modulus G" with the frequency of exposure f for silicone rubber, which we used in the examples of implementation of the proposed technical solution . At the characteristic frequencies of occurrence of defects of 40 Hz, the measured ratio G '/ G "> 20. Obviously, such rubber is an elastic material.

Покрытие из упругого материала в процессе формования расплава полимера может изменяться, например изнашиваться. Материал не теряет упругих свойств вплоть до толщины, сопоставимой с длиной молекулы эластомера, то есть до 0,02-0,1 мкм. Хотя деформацию такого тонкого слоя трудно измерить, природа упругих свойств материала качественно не изменяется на указанных масштабах. Присутствие жесткой поверхности меняет упругие свойства слоя лишь в количественном отношении, а именно, связь молекул с общей жесткой поверхностью уменьшает упругий модуль покрытия по сравнению с более толстыми слоями.The coating of the elastic material during the formation of the polymer melt may vary, for example, wear out. The material does not lose elastic properties up to a thickness comparable to the length of the elastomer molecule, that is, up to 0.02-0.1 microns. Although the deformation of such a thin layer is difficult to measure, the nature of the elastic properties of the material does not qualitatively change at the indicated scales. The presence of a rigid surface changes the elastic properties of the layer only quantitatively, namely, the bond of molecules with a common rigid surface reduces the elastic modulus of the coating as compared to thicker layers.

Термины "резина", "упругий материал", "эластомер" и "эластичный материал" в технической литературе - синонимы. Однако на практике резиной называют не только такой материал, который уже обладает упругими свойствами, но и такой, который может приобретать упругие свойства в результате химической и/или тепловой обработки. Поэтому следует различать сырую резину (латекс, сырой эластомер), не имеющую связей между молекулами, которая является пластическим материалом, и собственно резину, которая имеет связи между молекулами. Эти связи могут быть ковалентными, водородными, ионными и физическими. Ковалентные связи соединяют атомы, которые имеют общие электроны. Вулканизированная резина (вулканизированный эластомер), в которой между молекулами есть ковалентные связи, не плавится, хотя изменяет свои упругие свойства при нагреве. Ее можно рассматривать как одну молекулу с очень большим молекулярным весом и сложной трехмерной структурой. Резина, в которой полимерные цепи соединены связями, более слабыми по сравнению с ковалентными связями, размягчается при нагреве и называется термопластичным эластомером. Такая резина дополнительно обладает повышенной адгезией к металлам, т.к. полярные сегменты молекул, обеспечивающие связь между молекулами, одновременно обеспечивают связь молекул с атомами кислорода в металлах и сплавах.The terms "rubber", "elastic material", "elastomer" and "elastic material" in the technical literature are synonyms. However, in practice, rubber is called not only a material that already has elastic properties, but also one that can acquire elastic properties as a result of chemical and / or heat treatment. Therefore, it is necessary to distinguish between crude rubber (latex, crude elastomer), which has no bonds between the molecules, which is a plastic material, and the rubber itself, which has bonds between the molecules. These bonds can be covalent, hydrogen, ionic and physical. Covalent bonds connect atoms that have common electrons. Vulcanized rubber (vulcanized elastomer), in which there are covalent bonds between the molecules, does not melt, although it changes its elastic properties when heated. It can be considered as one molecule with a very large molecular weight and complex three-dimensional structure. Rubber, in which polymer chains are connected by bonds that are weaker than covalent bonds, softens when heated and is called a thermoplastic elastomer. Such rubber additionally has increased adhesion to metals, because polar segments of molecules that provide a bond between molecules, at the same time provide a bond of molecules with oxygen atoms in metals and alloys.

Терминологию осложняет еще тот факт, что на практике резиной называют не только сам эластомер, но и смесь эластомера с наполнителями, антиоксидантами, маслами и т.д. Поэтому термин "упругий материал" соответствует термину "резина", подразумевая, что он в общем случае имеет сложную композицию.The terminology is complicated by the fact that in practice rubber is called not only the elastomer itself, but also a mixture of elastomer with fillers, antioxidants, oils, etc. Therefore, the term "elastic material" corresponds to the term "rubber", implying that it generally has a complex composition.

Многие сорта вулканизированной резины теряют свои упругие свойства при нагреве, становятся липкими и разлагаются при температуре 180° С-200° С, характерной для переработки полимерных материалов экструзией. Например, натуральная природная резина не может быть использована для упругого покрытия в этом температурном диапазоне. Примеры сортов вулканизированной резины, сохраняющих упругие свойства при таких температурах, включают, но не ограничены группой, состоящей из силиконовой резины, фторированной резины и фторированной силиконовой резины.Many varieties of vulcanized rubber lose their elastic properties when heated, become sticky and decompose at a temperature of 180 ° C-200 ° C, which is typical for the processing of polymeric materials by extrusion. For example, natural rubber cannot be used for elastic coating in this temperature range. Examples of vulcanized rubber grades that retain elastic properties at such temperatures include, but are not limited to, the group consisting of silicone rubber, fluorinated rubber, and fluorinated silicone rubber.

Термин "силиконовая резина" означает группу искусственных эластичных материалов на основе кремния (силаны, силоксаны). Силиконовые резины обладают высокой стойкостью к нагреву, они могут длительно использоваться при температурах до 235° С и выдерживают кратковременный нагрев до 315° С. Термин "фторированная резина" означает группу искусственных эластичных материалов на основе фторированных полимеров, например: фторированный пропилен (СF3-CF=CF2) и фторированный винил (CF2=CF2). Фторированные резины обладают высокой стойкостью к нагреву (до 230° С длительно, до 270° С - кратковременно) и характеризуются скользкой поверхностью. Термин "фторированная силиконовая резина" означает группу искусственных эластичных материалов на основе фторированных силиконовых полимеров.The term "silicone rubber" means a group of artificial elastic materials based on silicon (silanes, siloxanes). Silicone rubbers have high resistance to heat, they can be used for a long time at temperatures up to 235 ° C and can withstand short-term heating up to 315 ° C. The term "fluorinated rubber" means a group of artificial elastic materials based on fluorinated polymers, for example: fluorinated propylene (CF 3 - CF = CF 2 ) and fluorinated vinyl (CF 2 = CF 2 ). Fluorinated rubbers are highly resistant to heat (up to 230 ° C for a long time, up to 270 ° C for a short time) and are characterized by a slippery surface. The term "fluorinated silicone rubber" means a group of artificial elastic materials based on fluorinated silicone polymers.

Детальное раскрытие изобретенияDetailed Disclosure of Invention

Сущность заявляемого устройства поясняется графическими материалами и примерами реализации.The essence of the claimed device is illustrated by graphic materials and examples of implementation.

Пример 1.Example 1

Конструкция вариантов выполнения мундштука схематически показана на Фиг.3 со следующими обозначениями:The design of embodiments of the mouthpiece is schematically shown in Figure 3 with the following notation:

- А - конструкция мундштука из жесткого материала, выполненная в соответствии с известными техническими решениями,- A - the design of the mouthpiece made of hard material, made in accordance with known technical solutions,

- Б и В - варианты конструкции мундштука, выполненные в соответствии с предлагаемым техническим решением,- B and C - design options for the mouthpiece, made in accordance with the proposed technical solution,

- 1 - жесткая основа мундштука,- 1 - rigid base of the mouthpiece,

- 2 - резиновое покрытие, которое получено путем нанесения и вулканизации кремнийорганического эластомера на рифленую поверхность металлической основы мундштука,- 2 - a rubber coating, which is obtained by applying and curing an organosilicon elastomer on the corrugated surface of the metal base of the mouthpiece,

- 3 - вставка из вулканизированной резины, которая закреплена в металлической основе мундштука,- 3 - an insert of vulcanized rubber, which is fixed in the metal base of the mouthpiece,

- 4 - металлическая диафрагма для крепления резиновой вставки.- 4 - metal diaphragm for attaching the rubber insert.

Вариант "А" выполнения известного устройства был реализован путем изготовления отверстия диаметром 6 мм в металлической основе мундштука. Отверстие было полировано, чтобы уменьшить высоту неровностей рельефа до 0,1 мкм. Длина мундштука составляла 6, 12, 24, 32, 48 и 96 мм.Option "A" of the known device was implemented by manufacturing a hole with a diameter of 6 mm in a metal base of the mouthpiece. The hole was polished to reduce the height of the roughness of the relief to 0.1 microns. The length of the mouthpiece was 6, 12, 24, 32, 48, and 96 mm.

Вариант "Б" выполнения предлагаемого устройства был реализован путем нанесения сырого кремнийорганического эластомера на поверхность резьбового отверстия в латунной основе мундштука и последующей его вулканизации. Использовались резьбовые отверстия М8*1 (диаметр полости изменяется от 7,2 до 8 мм), М7*0,75 (диаметром полости - от 6,4 до 7 мм) и два варианта сырого кремнийорганического эластомера, а именно: однокомпонентный компаунд "Ceresit" производства компании Henkel KGaA с максимальной рабочей температурой до 315° С и двухкомпонентный компаунд "RTV-ME 622 А" производства компании Wacker-Chemie GmbH. Вулканизация однокомпонентного компаунда происходила под воздействием паров воды в воздухе. После нанесения двухкомпонентного компаунда его вулканизацию производили нагревом до 150° С.Option "B" of the proposed device was implemented by applying a crude organosilicon elastomer to the surface of a threaded hole in the brass base of the mouthpiece and then vulcanizing it. The threaded holes M8 * 1 (cavity diameter varies from 7.2 to 8 mm), M7 * 0.75 (cavity diameter from 6.4 to 7 mm) and two variants of crude organosilicon elastomer were used, namely: one-component compound "Ceresit "manufactured by Henkel KGaA with a maximum operating temperature of up to 315 ° C and a two-component compound" RTV-ME 622 A "manufactured by Wacker-Chemie GmbH. Vulcanization of a one-component compound occurred under the influence of water vapor in the air. After applying a two-component compound, its vulcanization was carried out by heating to 150 ° C.

Вариант "В" выполнения предлагаемого устройства был реализован путем использования вставки из вулканизированной силиконовой или фторированной резины. Вставка закрывалась со стороны входа материала диафрагмой-втулкой с диаметром отверстия для прохода материала 5 мм.Option "B" of the proposed device was implemented by using an insert made of vulcanized silicone or fluorinated rubber. The insert was closed on the material inlet side by a diaphragm-sleeve with a hole diameter of 5 mm for material passage.

Пример 2Example 2

Конструкция вариантов выполнения мундштука с использованием кольцевых вставок прямоугольного поперечного сечения и кольцевых покрытий схематически показана Фиг.4 со следующими обозначениями:The design of embodiments of the mouthpiece using annular inserts of rectangular cross-section and annular coatings is schematically shown in Figure 4 with the following notation:

- 1 - неупругая основа мундштука,- 1 - inelastic base of the mouthpiece,

- 2 - кольцевое резиновое покрытие, которое получено путем нанесения и вулканизации кремнийорганического эластомера на стеклянную основу мундштука,- 2 - an annular rubber coating, which is obtained by applying and vulcanizing a silicone elastomer on a glass base of the mouthpiece,

- 3 - резиновая вставка,- 3 - rubber insert,

- 4 - гайка для крепления кольцевой вставки.- 4 - nut for fixing the annular insert.

Вариант "А" был реализован путем использования вставки из силиконовой или фторированной резины. Вставка прижималась к металлической основе мундштука гайкой.Option "A" was implemented using an insert made of silicone or fluorinated rubber. The insert was pressed against the metal base of the mouthpiece with a nut.

Вариант "Б" выполнения предлагаемого устройства был реализован путем нанесения сырого кремнийорганического компаунда на внутреннюю поверхность стеклянной основы мундштука и последующей вулканизации. Внутренняя поверхность мундштука была покрыта силиконовой резиной путем окунания в жидкую смесь ксилена и однокомпонентного кремнийорганического компаунда "Elastosil N10" производства компании Wacker-Chemie GmbH. Покрытие просушивали на воздухе, вулканизировали при температуре 90° С во влажной атмосфере и фиксировали при температуре 200° С для удаления летучих веществ из резины. Вулканизированная силиконовая резина, полученная из указанного кремнийорганического компаунда, прозрачна, имеет плотность около 1,1 г/см3, прочность на разрыв около 1,6 Pa, прочность на сдвиг - около 2 Pa, максимальное удлинение до разрыва - 400%. Толщину покрытия варьировали степенью разбавления компаунда ксиленом. Погружая трубку на разную глубину в жидкую смесь однокомпонентного компаунда с ксиленом, были изготовлены кольцевые покрытия различной длины.Option "B" of the proposed device was implemented by applying a crude organosilicon compound to the inner surface of the glass base of the mouthpiece and subsequent vulcanization. The inner surface of the mouthpiece was coated with silicone rubber by dipping a liquid mixture of xylene and a one-component silicone compound "Elastosil N10" manufactured by Wacker-Chemie GmbH. The coating was dried in air, vulcanized at a temperature of 90 ° C in a humid atmosphere and fixed at a temperature of 200 ° C to remove volatiles from rubber. Vulcanized silicone rubber obtained from the indicated silicone compound is transparent, has a density of about 1.1 g / cm 3 , tensile strength of about 1.6 Pa, shear strength of about 2 Pa, maximum elongation to break of 400%. The coating thickness was varied by the degree of dilution of the compound with xylene. By immersing the tube at different depths in a liquid mixture of a one-component compound with xylene, ring coatings of various lengths were made.

Пример 3Example 3

Конструкция вариантов выполнения мундштука:The design of the options for the mouthpiece:

- "А" - для выдавливания трубы из расплава термопластичного полимерного материала,- "A" - for extruding a pipe from a melt of a thermoplastic polymer material,

- "Б" - для выдавливания стержня,- "B" - for extruding the rod,

схематически представлена на Фиг.5 со следующими обозначениями:5 is schematically represented in FIG. 5 with the following notation:

1 - несущий корпус мундштука с приспособлениями для его крепления к экструдеру,1 - the supporting body of the mouthpiece with devices for attaching it to the extruder,

2 - распределительная вставка с отверстиями для прохода расплава полиэтилена и с кольцевыми канавками для равномерного перераспределения расплава по поперечному сечению,2 - distribution insert with holes for the passage of the melt of polyethylene and with annular grooves for uniform redistribution of the melt along the cross section,

3 - винт крепления центрального керна мундштука к распределительной вставке,3 - screw securing the central core of the mouthpiece to the distribution insert,

4 - центральный керн диаметром 18 мм,4 - a central core with a diameter of 18 mm,

5 - обойма, укрепленная на несущем корпусе мундштука,5 - clip, mounted on the supporting body of the mouthpiece,

6 - кольцевая вставка мундштука (сопло или "воротник") диаметром 20 мм и толщиной 5 мм,6 - ring insert of the mouthpiece (nozzle or "collar") with a diameter of 20 mm and a thickness of 5 mm,

7 - винты для крепления кольцевой вставки и обоймы к несущему корпусу мундштука,7 - screws for attaching the annular insert and holder to the supporting body of the mouthpiece,

8 - датчик давления,8 - pressure sensor,

9 - вставка с мундштуком в виде трубки для выдавливания стержня.9 - insert with a mouthpiece in the form of a tube for extruding the rod.

Зазор между центральным керном 4 и кольцевой вставкой 6 в варианте "А" выполнения предлагаемого устройства - 1 мм. Резиновое покрытие наносилось на поверхность центрального керна 4 и кольцевой вставки 6 окунанием деталей в разбавленный ксилолом однокомпонентный кремнийорганичекий компаунд "Elastosii N10", затем вулканизировалось во влажной атмосфере и фиксировалось аналогично изложенному в описании примера 2 "Б".The gap between the central core 4 and the annular insert 6 in option "A" of the proposed device is 1 mm. A rubber coating was applied to the surface of the central core 4 and the annular insert 6 by dipping the parts into xylene diluted one-component silicone compound "Elastosii N10", then vulcanizing in a humid atmosphere and fixed in the same way as described in the description of Example 2 "B".

Пример 4Example 4

Мы использовали для экструзии полиэтилен LL1030 XV производства компании ExxonMobil. Использованный полиэтилен характеризуется следующими параметрами: плотность - 0,918 г/см3, точка плавления - 121°С, индекс расплава - 0,5 г за 10 минут, рекомендуемая производителем температура экструзии - 180 -200° С. Для экструзии был использован поршневой экструдер с диаметром камеры для материала - 60 мм, с длиной - 200 мм, с максимальным давлением в камере - 400 атм. Поршень экструдера приводили в движение гидравлическим цилиндром. Камера для материала оборудована нагревателями, обеспечивающими нагрев до 210° С, а температура стенок камеры измерялась термометром - термопарой. Дополнительно температуру расплава в камере измеряли контактным термометром, а температуру выходящего продукта и температуру мундштука измеряли бесконтактным термометром - пирометром. Нагрев мундштука обеспечивали дополнительным нагревателем. Давление в камере измеряли датчиком с точностью 0,5% в диапазоне от 0 до 100 атм. Перемещение поршня контролировали компьютером и измеряли датчиком положения с точностью 5 мкм. Электрические сигналы от датчика положения и датчика давления преобразовывали в цифровой сигнал аналогово-цифровым преобразователем с точностью 24 бит и каждые 0,6 сек передавали на последовательные порты компьютера. Контроль параметров и измерения осуществляли с использованием пакета программного обеспечения LabView 6.0 и компьютера Pentium 4.We used ExxonMobil LL1030 XV for extrusion. The polyethylene used is characterized by the following parameters: density - 0.918 g / cm 3 , melting point - 121 ° C, melt index - 0.5 g in 10 minutes, the extrusion temperature recommended by the manufacturer is 180-200 ° C. A piston extruder with the diameter of the chamber for the material is 60 mm, with a length of 200 mm, with a maximum pressure in the chamber of 400 atm. The extruder piston was driven by a hydraulic cylinder. The material chamber is equipped with heaters providing heating up to 210 ° С, and the temperature of the chamber walls was measured with a thermometer - thermocouple. Additionally, the melt temperature in the chamber was measured with a contact thermometer, and the temperature of the outlet product and the temperature of the mouthpiece were measured with a non-contact thermometer - a pyrometer. The mouthpiece was heated by an additional heater. The pressure in the chamber was measured by a sensor with an accuracy of 0.5% in the range from 0 to 100 atm. The movement of the piston was controlled by a computer and measured with a position sensor with an accuracy of 5 μm. Electrical signals from a position sensor and a pressure sensor were converted into a digital signal by an analog-to-digital converter with an accuracy of 24 bits and were transmitted to the serial ports of the computer every 0.6 seconds. Parameters and measurements were controlled using the LabView 6.0 software package and a Pentium 4 computer.

Линейную скорость выходящего продукта постепенно увеличивали от 1 мм/сек до 350 мм/сек. Выходящий продукт снимали цифровой телекамерой SONY Digital 8 DCR-TRV110E с частотой 25 кадров в секунду. Подсветку продукта осуществляли стробоскопом, синхронизированным с телекамерой, чтобы исключить нерезкое изображение из-за движения продукта. Съемку начинали одновременно с началом экструзии, поэтому появление дефектов на поверхности продукта можно было с высокой точностью соотнести с линейной скоростью выходящего продукта.The linear velocity of the output product was gradually increased from 1 mm / s to 350 mm / s. The output product was shot with a SONY Digital 8 DCR-TRV110E digital camera with a frequency of 25 frames per second. The product was illuminated with a stroboscope synchronized with the camera in order to exclude a blurry image due to product movement. Shooting began simultaneously with the beginning of extrusion, so the appearance of defects on the surface of the product could be correlated with high accuracy with the linear velocity of the output product.

Для экструзии использовали мундштуки, изготовленные в соответствии с известным техническим решением из латуни, представленные на Фиг.3 как вариант "А", с длиной 12 мм и 24 мм и с диаметром цилиндрической полости для движения расплава 6 мм. Мундштук был закреплен в соответствии с вариантом, представленным на Фиг.5 "Б", чтобы измерять давление непосредственно перед его входом. Было зарегистрировано, что дефекты появляются на поверхности продукта уже при средней линейной скорости потока расплава в мундштуке 3,8 мм/сек. Эти дефекты имеют периодичность и с увеличением скорости экструзии растут и по амплитуде и по периоду. При дальнейшем повышении скорости экструзии выходящий продукт представляет собой чередование гладких и дефектных участков. Выше определенного порога скорости экструзии продукт вновь приобретает гладкую бездефектную поверхность, а давление в камере падает. Экструзия материала на таких скоростях неустойчива к возникновению осцилляций скорости и давления, поэтому промышленная обработка расплавов полимеров не производится при таких условиях. При дальнейшем нарастании скорости экструзии продукт приобретал крупномасштабные искажения формы и нерегулярно расположенные на его поверхности дефекты. Таким образом, скорость бездефектной экструзии полиэтилена LL1030 XV при использовании мундштука известной конструкции с диаметром 6 мм и длиной 24 мм при температуре 155° С ограничена значением критической линейной скорости экструзии 3,8 мм/сек.For extrusion used mouthpieces made in accordance with the known technical solution of brass, presented in Figure 3 as option "A", with a length of 12 mm and 24 mm and with a diameter of a cylindrical cavity for the movement of the melt 6 mm The mouthpiece was secured in accordance with the embodiment shown in FIG. 5 “B” in order to measure the pressure immediately before its inlet. It has been reported that defects appear on the surface of the product even at an average linear melt flow rate in the mouthpiece of 3.8 mm / s. These defects have a periodicity and with increasing speed of extrusion grow both in amplitude and period. With a further increase in the speed of extrusion, the output product is an alternation of smooth and defective areas. Above a certain threshold of extrusion speed, the product again acquires a smooth, defect-free surface, and the pressure in the chamber drops. The extrusion of the material at such speeds is unstable to the occurrence of oscillations of speed and pressure, therefore, the industrial processing of polymer melts is not performed under such conditions. With a further increase in the extrusion rate, the product acquired large-scale distortions and irregular defects located on its surface. Thus, the defect-free extrusion speed of LL1030 XV polyethylene when using a mouthpiece of known design with a diameter of 6 mm and a length of 24 mm at a temperature of 155 ° C is limited by the critical linear extrusion speed of 3.8 mm / sec.

Дополнительно, мы провели экструзию линейного полиэтилена LL1201 XV производства компании ExxonMobil при температуре 165° С через прозрачную стеклянную трубку длиной 32 мм и внутренним диаметром 6 мм. Использованный полиэтилен характеризуется следующими параметрами: плотность - 0,926 г/см3, точка плавления - 123° С, индекс расплава - 0,7 г за 10 минут, рекомендуемая производителем температура экструзии -180 -200° С. При наблюдении в скрещенных поляризаторах в момент появления поверхностных дефектов вблизи выходного кончика трубки регистрировалось яркое пятно длиной 0,5 мм вдоль оси потока, которое показывало появление преимущественной ориентации молекул полимера. Критическая линейная скорость появления поверхностных дефектов составила 5,4 мм/сек. Появление преимущественной ориентации полимера свидетельствует о растяжении материала вблизи выхода из мундштука. Аналогично случаю выполнения мундштука из латуни выходящий из стеклянного мундштука продукт на очень малых скоростях имел ровную глянцевую поверхность, затем появилась шероховатость поверхности. При увеличении скорости экструзии масштаб шероховатости увеличивался и в длине, и в высоте рельефа. При дальнейшем увеличении скорости участки дефектной поверхности следовали за участками гладкой поверхности и продукт напоминал ствол бамбука. Уже было установлено другими исследователями [22] и это подтверждается нашими наблюдениями, что такой рельеф соответствует периодическим переходам потока из прилипания в скольжение вдоль всей стенки мундштука. На Фиг.6 представлен график изменения давления при увеличении скорости экструзии для стеклянного мундштука (сплошная кривая). Значения частоты поверхностного рельефа на продукте, т.е. отношение скорости экструзии [мм/сек] к периоду поверхностного рельефа [мм] были измерены и представлены на Фиг.6 пунктиром. Как видно из этого графика, частота появления дефектов мало меняется с увеличением линейной скорости экструзии. Осцилляции давления и крупномасштабные искажения поверхности наблюдаются при скоростях около 120 мм/сек и соответствуют переходам "прилипание-скольжение" вдоль всей поверхности мундштука. Однако значения частоты появления дефектов на этих скоростях и на малых скоростях близки. Это наблюдение свидетельствует в пользу того объяснения, что дефекты поверхности появляются из-за периодических переходов "прилипание-скольжение" вблизи выхода мундштука. Наблюдаемая для температуры 165° С и для стеклянного мундштука длиной 32 мм частота появления дефектов лежит в диапазонах от 25 до 60 Гц при среднем значении частоты 40,2 Гц. Отношение упругого модуля к вязкому модулю для расплава полиэтилена на этой частоте равно 1,7.Additionally, we extruded ExxonMobil LL1201 XV linear polyethylene at 165 ° C through a transparent glass tube 32 mm long and 6 mm inner diameter. The polyethylene used is characterized by the following parameters: density - 0.926 g / cm 3 , melting point - 123 ° C, melt index - 0.7 g in 10 minutes, extrusion temperature recommended by the manufacturer -180 -200 ° C. When observed in crossed polarizers at the moment the appearance of surface defects near the outlet tip of the tube, a bright spot 0.5 mm long along the flow axis was recorded, which showed the appearance of a predominant orientation of the polymer molecules. The critical linear rate of appearance of surface defects was 5.4 mm / s. The appearance of the preferential orientation of the polymer indicates the stretching of the material near the exit of the mouthpiece. Similarly to the case of a brass mouthpiece, the product emerging from the glass mouthpiece at very low speeds had a smooth glossy surface, then a surface roughness appeared. With an increase in the extrusion rate, the roughness scale increased both in length and in elevation. With a further increase in speed, areas of the defective surface followed areas of a smooth surface and the product resembled a bamboo trunk. It has already been established by other researchers [22] and this is confirmed by our observations that such a relief corresponds to periodic transitions of the flow from adhesion to sliding along the entire wall of the mouthpiece. Figure 6 presents a graph of pressure changes with increasing extrusion speed for a glass mouthpiece (solid curve). The values of the frequency of the surface relief on the product, i.e. the ratio of the extrusion rate [mm / s] to the period of the surface relief [mm] were measured and shown in FIG. 6 by a dashed line. As can be seen from this graph, the frequency of occurrence of defects varies little with increasing linear extrusion rate. Pressure oscillations and large-scale surface distortions are observed at velocities of about 120 mm / sec and correspond to “stick-slip” transitions along the entire surface of the mouthpiece. However, the values of the frequency of occurrence of defects at these speeds and at low speeds are close. This observation supports the explanation that surface defects appear due to periodic “stick-slip” transitions near the mouthpiece exit. The frequency of occurrence of defects observed for a temperature of 165 ° C and for a glass mouthpiece 32 mm long lies in the range from 25 to 60 Hz with an average frequency of 40.2 Hz. The ratio of the elastic modulus to the viscous modulus for the molten polyethylene at this frequency is 1.7.

Пример 5Example 5

Для изучения зависимости критической скорости экструзии от температуры экструзию расплава полиэтилена LL1030 XV производили через латунный мундштук диаметром 6 мм и длиной 24 мм, представленный на Фиг.3 как вариант "А", а температуру расплава варьировали. На Фиг.7 представлен график критической линейной скорости экструзии при изменении температуры расплава. Видно, что в диапазоне 180-200° С, который рекомендован производителем полиэтилена для экструзии, критическая скорость растет. Полиэтилен, применяемый для производства пленки раздуванием, может иметь температуру плавления в диапазоне от 100° С до 125° С, а рекомендуемая производителем температура экструзии на 60-100° С выше температуры плавления. Рекомендуемый производителем диапазон температуры ограничен снизу появлением дефектов поверхности на малой скорости экструзии, а сверху - неустойчивостью раздувания пленки расплава и термическим разложением полимера.To study the temperature dependence of the critical extrusion rate, extrusion of the LL1030 XV polyethylene melt was carried out through a brass mouthpiece with a diameter of 6 mm and a length of 24 mm, shown in Figure 3 as option "A", and the melt temperature was varied. Figure 7 presents a graph of the critical linear extrusion rate with changing melt temperature. It can be seen that in the range of 180-200 ° C, which is recommended by the manufacturer of polyethylene for extrusion, the critical speed increases. The polyethylene used for the production of blown film can have a melting point in the range from 100 ° C to 125 ° C, and the extrusion temperature recommended by the manufacturer is 60-100 ° C higher than the melting temperature. The temperature range recommended by the manufacturer is limited from below by the appearance of surface defects at a low extrusion rate, and from above by the instability of inflation of the melt film and thermal decomposition of the polymer.

Пример 6Example 6

Для изучения зависимости критической линейной скорости экструзии от длины мундштука экструзию производили через мундштук из нержавеющей стали, представленный на Фиг.3 как вариант "А", диаметром 6 мм и длиной от 0 (диафрагма) до 96 мм. Температуру расплава фиксировали на значении 160° С. На Фиг.8 представлен график критической линейной скорости экструзии при изменении длины мундштука. Видно, что при изменении длины мундштука в диапазоне от 0 до 96 мм критическая скорость медленно растет.To study the dependence of the critical linear extrusion speed on the length of the mouthpiece, the extrusion was carried out through a stainless steel mouthpiece, shown in Figure 3 as option "A", with a diameter of 6 mm and a length of 0 (aperture) to 96 mm. The melt temperature was fixed at 160 ° C. FIG. 8 is a graph of the critical linear extrusion rate with a change in the length of the mouthpiece. It can be seen that with a change in the length of the mouthpiece in the range from 0 to 96 mm, the critical velocity slowly increases.

Пример 7Example 7

Для изучения влияния материала внутренней поверхности мундштука на появление дефектов при экструзии были изготовлены вставки длиной 12 мм и диаметром 6 мм из следующих материалов: Нержавеющая сталь, Латунь, Тефлон, Нитрид Бора (BN). Нитрид Бора, который известен своей высокой температурной стойкостью и скользкой поверхностью, обусловленной кристаллической структурой, подобной графиту, был любезно предоставлен для измерений компанией Henze BNP GmbH. В Таблице 1 представлены значения критической скорости экструзии для исследованных материалов при температуре 155° С. Видно, что наивысшее значение критической скорости экструзии достигается при использовании Нитрида Бора. Однако даже при использовании этого материала увеличение скорости бездефектной экструзии незначительно по сравнению с использованием мундштука из нержавеющей стали. Значения критической скорости представлены в Таблице 1 для сравнения.To study the effect of the material of the inner surface of the mouthpiece on the appearance of defects during extrusion, inserts 12 mm long and 6 mm in diameter were made of the following materials: Stainless steel, Brass, Teflon, Boron Nitride (BN). Boron Nitride, which is known for its high temperature resistance and slippery surface due to a crystalline structure like graphite, was kindly provided for measurement by Henze BNP GmbH. Table 1 shows the values of the critical extrusion rate for the studied materials at a temperature of 155 ° C. It is seen that the highest value of the critical extrusion rate is achieved using boron nitride. However, even when using this material, the increase in the speed of defect-free extrusion is negligible compared to using a stainless steel mouthpiece. The critical speed values are presented in Table 1 for comparison.

Таблица 1Table 1 Материал вставки (Длина)Insert Material (Length) Значение критической скорости экструзии при температуре 155° С, мм/секThe value of the critical extrusion rate at a temperature of 155 ° C, mm / s Нержавеющая сталь (12 мм)Stainless steel (12 mm) 3,83.8 Латунь (12 мм)Brass (12 mm) 5,05,0 Teflon (12 мм)Teflon (12 mm) 5,25.2 Нитрид Бора (BN, 12 мм)Boron Nitride (BN, 12 mm) 5,95.9

Пример 8Example 8

Для демонстрации предлагаемого технического решения была произведена экструзия через мундштук с покрытием из упругого материала - вариант "Б" реализации предлагаемого устройства, представленного на Фиг. 3. Для экструзии использовались мундштуки длиной 12 мм и 24 мм, с внутренним диаметром 6 мм. На Фиг.9 сплошной линией представлен график изменения давления с увеличением скорости экструзии для случая использования предлагаемой конструкции мундштука длиной 12 мм с эластичным покрытием на резьбовом отверстии М8*1 при температуре 155° С. Было зарегистрировано, что происходит бездефектная экструзия полиэтилена вплоть до скорости 114 мм/сек, при которой происходит механическое разрушение покрытия. Для сравнения там же приведен график изменения давления с увеличением скорости для стального мундштука длиной 12 мм и диаметром 6 мм, использованный в примере 7. Для стального мундштука дефекты поверхности (акулья кожа) появлялись на скорости 3,8 мм/сек. При использовании покрытия из двухкомпонентного кремнийорганического компаунда "RTV-ME" и резьбового отверстия М7*0,75 механического разрушения не происходило вплоть до максимального достигнутого значения средней линейной скорости экструзии 300 мм/сек, но дефекты поверхности появлялись при скорости 117 мм/сек. По сравнению с использованием стального мундштука бездефектная экструзия наблюдалась на скорости в 30 раз большей. Значения критической скорости представлены в Таблице 2 для сравнения.To demonstrate the proposed technical solution, extrusion was carried out through a mouthpiece coated with elastic material - option "B" of the implementation of the proposed device shown in Fig. 3. For extrusion, mouthpieces with a length of 12 mm and 24 mm, with an inner diameter of 6 mm, were used. Fig. 9 is a solid line showing a graph of pressure changes with increasing extrusion speed for the case of using the proposed design of a 12 mm mouthpiece with an elastic coating on a threaded hole M8 * 1 at a temperature of 155 ° C. It has been reported that defect-free extrusion of polyethylene occurs up to a speed of 114 mm / sec, at which mechanical destruction of the coating occurs. For comparison, there is also a graph of pressure changes with increasing speed for a steel mouthpiece 12 mm long and 6 mm in diameter, used in Example 7. For a steel mouthpiece, surface defects (shark skin) appeared at a speed of 3.8 mm / sec. When using a coating of two-component organosilicon compound “RTV-ME” and a threaded hole M7 * 0.75, mechanical destruction did not occur up to the maximum achieved value of the average linear extrusion rate of 300 mm / s, but surface defects appeared at a speed of 117 mm / s. Compared to using a steel mouthpiece, defect-free extrusion was observed at a speed 30 times greater. The critical speed values are presented in Table 2 for comparison.

Таблица 2table 2 Материал вставки (Длина)Insert Material (Length) Значение критической скорости экструзии при температуре 155° С, мм/секThe value of the critical extrusion rate at a temperature of 155 ° C, mm / s Покрытие "Ceresit" (12 мм)Ceresit Coating (12 mm) 114114 Покрытие" RTV-ME" (24 мм)Coating "RTV-ME" (24 mm) 117117

Пример 9Example 9

Для демонстрации предлагаемого технического решения была произведена экструзия через мундштук с вставкой из упругого материала - вариант "В" реализации предлагаемого устройства, представленного на Фиг.3. Для вставки из силиконовой резины длиной 12 мм бездефектная экструзия при температуре 155° С наблюдалась при увеличении средней линейной скорости экструзии до 112 мм/сек. Для вставки из силиконовой резины длиной 6 мм бездефектная экструзия при температуре 152° С наблюдалась при увеличении средней линейной скорости экструзии до 45 мм/сек. Значения критической скорости представлены в Таблице 3 для сравнения. Разрушения эластичной вставки не наблюдалось вплоть до максимального достигнутого значения линейной скорости экструзии 340 мм/сек.To demonstrate the proposed technical solution, extrusion was carried out through the mouthpiece with an insert of elastic material - option "B" of the implementation of the proposed device, shown in Figure 3. For a 12 mm long silicone rubber insert, defect-free extrusion at a temperature of 155 ° C was observed with an increase in the average linear extrusion speed to 112 mm / s. For a 6 mm long silicone rubber insert, defect-free extrusion at a temperature of 152 ° C was observed with an increase in the average linear extrusion speed to 45 mm / s. The critical speed values are presented in Table 3 for comparison. The destruction of the elastic insert was not observed up to the maximum achieved value of the linear extrusion speed of 340 mm / sec.

Таблица 3Table 3 Материал вставки (Длина)Insert Material (Length) Значение критической скорости экструзии при температуре 155° С, мм/секThe value of the critical extrusion rate at a temperature of 155 ° C, mm / s Силиконовая резина (12 мм)Silicone rubber (12 mm) 112112 Силиконовая резина (6 мм)Silicone rubber (6 mm) 4545

Пример 10Example 10

Для демонстрации предлагаемого технического решения была произведена экструзия через мундштук с эластичной вставкой длиной 1,5 мм, комбинированной с мундштуком длиной 24 мм, - вариант реализации предлагаемого устройства, представленный на Фиг. 4 "А". Дефекты поверхности образовывались при скорости 27 мм/сек, т.е. меньше, чем для длинной вставки. Использование вставки из "скользкой" фторированной резины позволяет получать бездефектной экструзии на скорости до 29 мм/сек. Значения критической скорости представлены в Таблице 4 для сравнения.To demonstrate the proposed technical solution, extrusion was carried out through a mouthpiece with an elastic insert 1.5 mm long combined with a mouthpiece 24 mm long — an embodiment of the proposed device shown in FIG. 4 "A". Surface defects were formed at a speed of 27 mm / s, i.e. less than for a long insert. Using an insert of slippery fluorinated rubber allows defect-free extrusion at speeds up to 29 mm / sec. The critical speed values are presented in Table 4 for comparison.

Таблица 4Table 4 Материал вставки (Длина)Insert Material (Length) Значение критической скорости экструзии при температуре 155° С, мм/секThe value of the critical extrusion rate at a temperature of 155 ° C, mm / s Силиконовая резина (1,5 мм)Silicone rubber (1.5 mm) 2727 Фторированная резина (1,5 мм)Fluorinated rubber (1.5 mm) 2929th

Пример 11Example 11

Стеклянная трубка 6 мм внутреннего диаметра и 32 мм длиной была покрыта изнутри силиконовой резиной согласно примеру 2 вариант "Б". Были изготовлены покрытия со следующими значениями длины от выхода трубки: 0,5; 1,5; 6; 18 и 32 мм. Толщина покрытия составляла около 0,1 мм. Использовались также трубки без покрытия и трубка с покрытием только плоской поверхности выхода, т.е. с длиной покрытия вдоль оси трубки не более 1% от диаметра трубки. Экструзию расплава полиэтилена проводили при температуре 158° С. Характеристические кривые в логарифмических координатах скорость/давление приведены на Фиг.10 для следующего ряда длины покрытия: только выход трубки имел покрытие 6; 18; 32 мм. Появление шероховатости на поверхности продукта показано прямыми крестами в случае, когда есть характеристические кривые, и наклонными под 45° крестами для остальных случаев. По мере увеличения длины покрытия перепад давления на трубке для заданной скорости снижается. Значения критической скорости представлены в Таблице 5 для сравнения. Видно, что уже при длине покрытия 0,5 мм, т.е. около 10% от диаметра, дефекты образуются на скорости примерно в 7 раз выше по сравнению с непокрытым мундштуком.A glass tube of 6 mm inner diameter and 32 mm long was coated on the inside with silicone rubber according to example 2, option "B". Coatings were made with the following lengths from the outlet of the tube: 0.5; 1.5; 6; 18 and 32 mm. The coating thickness was about 0.1 mm. Uncoated tubes and a tube coated only with a flat exit surface, i.e. with a coating length along the tube axis of not more than 1% of the tube diameter. Extrusion of the polyethylene melt was carried out at a temperature of 158 ° C. The characteristic curves in the logarithmic coordinates of speed / pressure are shown in Fig. 10 for the following series of coating lengths: only the tube outlet had a coating of 6; 18; 32 mm. The appearance of roughness on the surface of the product is shown by straight crosses in the case when there are characteristic curves, and inclined at 45 ° crosses for other cases. As the length of the coating increases, the pressure drop across the tube for a given speed decreases. The critical speed values are presented in Table 5 for comparison. It can be seen that already with a coating length of 0.5 mm, i.e. about 10% of the diameter, defects form at a speed of about 7 times higher compared to an uncoated mouthpiece.

Таблица 5Table 5 Длина покрытия, ммCoating Length, mm Значение критической скорости экструзии при температуре 158° С, мм/секThe value of the critical extrusion rate at a temperature of 158 ° C, mm / s Нет покрытияNo coverage 5,85.8 Только выходOnly exit 8,18.1 0,50.5 4141 1,51,5 5656 66 112112 18eighteen 156156 3232 162162

Пример 12Example 12

Профиль скорости расплава полиэтилена LL1201 XV был измерен внутри стеклянной трубки без покрытия и стеклянной трубки с покрытием на расстоянии 0,5 мм от выхода из трубки. В качестве трассирующих частиц были выбраны частички Нитрида Бора (BN), имеющие белый цвет, структуру тонких чешуек и размер около 30 мкм. Смещение трассирующих частиц регистрировалось с помощью видеокамеры, оборудованной микро- объективом. Разрешение камеры составило около 1,5 мкм на пиксель. Камеру фокусировали на внутреннюю стенку трубки, а затем с помощью микрометрического столика перемещали к центру потока. Ошибка в определении радиальной координаты составляла около 0,2 мм и вызвана протяженной областью фокусировки микроскопа. Относительная ошибка в измерениях скорости составила около 20% и обусловлена механическими вибрациями камеры относительно трубки и нестабильностью вспышек импульсной подсветки. Результирующий профиль скорости представлен на Фиг. 11. Профиль скорости нормирован на среднюю скорость продукта V0, а расстояние от центра трубки нормировано на радиус трубки. Хорошо видна разница в профиле скорости для трубки с упругим покрытием (сплошная кривая) и чистой трубки (пунктир). В случае чистой трубки скорость расплава полимера вблизи стенки трубки стремится к нулю, а в случае покрытой резиной трубки наблюдается скольжение расплава вдоль стенки. Силиконовая резина имеет химический состав модифицированного органикой окиси кварца, т.е. близкий к составу стекла, но отличие в поведении расплава полиэтилена материала вблизи жесткой стеклянной стенки и вблизи стенки, покрытой упругим силикатным материалом, разительны.The melt velocity profile of LL1201 XV polyethylene was measured inside an uncoated glass tube and a coated glass tube at a distance of 0.5 mm from the tube exit. Particles of boron nitride (BN) having white color, the structure of thin flakes, and a size of about 30 μm were selected as tracing particles. The displacement of the tracer particles was recorded using a video camera equipped with a micro lens. The camera resolution was about 1.5 microns per pixel. The camera was focused on the inner wall of the tube, and then, using a micrometer table, it was moved to the center of the stream. The error in determining the radial coordinate was about 0.2 mm and was caused by the extended focus area of the microscope. The relative error in the speed measurements was about 20% and is due to the mechanical vibrations of the camera relative to the tube and the instability of the flash backlight. The resulting velocity profile is shown in FIG. 11. The velocity profile is normalized to the average product speed V 0 , and the distance from the center of the tube is normalized to the radius of the tube. The difference in the velocity profile for a tube with an elastic coating (solid curve) and a clean tube (dashed line) is clearly visible. In the case of a clean tube, the rate of polymer melt near the tube wall tends to zero, while in the case of a rubber-coated tube, the melt glides along the wall. Silicone rubber has the chemical composition of organically modified quartz oxide, i.e. close to the composition of the glass, but the difference in the behavior of the molten polyethylene material near the rigid glass wall and near the wall covered with elastic silicate material is striking.

На Фиг. 12 представлены кривые изменения нормированной скорости скольжения расплава полиэтилена вдоль упругой поверхности при увеличении скорости экструзии для 144° С (сплошная кривая), 158° С (пунктир), 187° С (точки). Видно, что с увеличением температуры расплава полиэтилена скорость скольжения уменьшается.In FIG. Figure 12 shows the curves of changes in the normalized sliding velocity of the polyethylene melt along the elastic surface with increasing extrusion rate for 144 ° С (solid curve), 158 ° С (dashed line), 187 ° С (points). It can be seen that with increasing temperature of the melt of polyethylene, the sliding speed decreases.

Пример 13Example 13

Для экструзии использовался линейный полиэтилен низкой плотности Exceed 1018 ЕВ, полученный с металлоценовыми катализаторами. Использовалась стеклянная трубка внутреннего диаметра 6 мм и длиной 32 мм, покрытая силиконовой резиной путем окунания в разбавленный ксиленом компаунд "Elastosil N10" и стеклянная трубка, покрытая фторированной силиконовой резиной путем механического нанесения однокомпонентного компаунда FRV 1106 от компании GE Silicones. Использование мундштука с упругим покрытием соответствует варианту "Б" реализации предлагаемого устройства, представленного на Фиг.3. Фторированная силиконовая резина содержит наполнитель (окись железа) и при разбавлении ксилолом частички наполнителя коагулируют, что приводит к шероховатости покрытия. При механическом нанесении компаунда также не удавалось избежать царапин и неровностей на поверхности. Вулканизацию и фиксирование покрытия проводили аналогично покрытию из силиконовой резины в примере 2. Использованием фторированной силиконовой резины дает более жесткое покрытие по сравнению с силиконовой резиной.For extrusion, Exceed 1018 EB linear low-density polyethylene obtained with metallocene catalysts was used. A glass tube with an inner diameter of 6 mm and a length of 32 mm was used, coated with silicone rubber by dipping into an Elastosil N10 compound diluted with xylene and a glass tube coated with fluorinated silicone rubber by mechanical application of a one-component compound FRV 1106 from GE Silicones. The use of the mouthpiece with an elastic coating corresponds to option "B" of the implementation of the proposed device, shown in Fig.3. Fluorinated silicone rubber contains a filler (iron oxide) and when diluted with xylene, the filler particles coagulate, which leads to roughness of the coating. When applying the compound mechanically, it was also not possible to avoid scratches and surface irregularities. Vulcanization and fixation of the coating was carried out similarly to the silicone rubber coating in Example 2. Using fluorinated silicone rubber gives a more rigid coating compared to silicone rubber.

Экструзию проводили при температуре 186° С. На Фиг.13 приведены характеристические кривые, полученные для стеклянной трубки с упругим покрытием и для чистой стеклянной трубки. Крестами помечено возникновение дефектов на выходящем продукте: 207 мм/сек для фторированной силиконовой резины, 284 мм/сек для силиконовой резины и 7,9 мм/сек получено при экструзию через непокрытую стеклянную трубку для сравнения.Extrusion was carried out at a temperature of 186 ° C. FIG. 13 shows the characteristic curves obtained for an elastic coated glass tube and for a clean glass tube. Crosses mark the occurrence of defects on the output product: 207 mm / s for fluorinated silicone rubber, 284 mm / s for silicone rubber and 7.9 mm / s obtained by extrusion through an uncoated glass tube for comparison.

Пример 14Example 14

В дополнительном эксперименте мы попытались увидеть при экструзии расплава полиэтилена LL1201 XV при температуре 186° С разницу в появлении дефектов на поверхности выходящего продукта для толстых (0,2 мм) и тонких (порядка 0,001 мм) упругих покрытий. Тонкие покрытия были нанесены при использовании сильно разбавленного ксиленом резинового компаунда. На Фиг. 14 приведены характеристические кривые, полученные для стеклянной трубки без покрытия (сплошная кривая), с тонким упругим покрытием (пунктир) и для толстого упругого покрытия (точки). Крестами помечено возникновение дефектов на выходящем продукте: 6,2 мм/сек для чистой стеклянной трубки, 172,3 мм/сек для тонкого покрытия и 240 мм/сек для толстого упругого покрытия. Меньшие значения максимальной бездефектной скорости экструзии для случая использования тонких покрытий свидетельствуют в пользу того, что упругие свойства тонкого слоя материала хуже, чем толстого слоя. Из характеристических кривых также видно, что при использовании тонких упругих покрытий падение давления на трубке больше, чем при использовании толстых покрытий.In an additional experiment, we tried to see during extrusion of a melt of polyethylene LL1201 XV at a temperature of 186 ° C the difference in the appearance of defects on the surface of the output product for thick (0.2 mm) and thin (of the order of 0.001 mm) elastic coatings. Thin coatings were applied using a highly diluted xylene rubber compound. In FIG. Figure 14 shows the characteristic curves obtained for an uncoated glass tube (solid curve), with a thin elastic coating (dashed line), and for a thick elastic coating (point). Crosses mark the occurrence of defects on the output product: 6.2 mm / sec for a clean glass tube, 172.3 mm / sec for a thin coating and 240 mm / sec for a thick elastic coating. Lower values of the maximum defect-free extrusion rate for the case of thin coatings indicate that the elastic properties of a thin layer of material are worse than a thick layer. It is also seen from the characteristic curves that when thin elastic coatings are used, the pressure drop across the tube is greater than when using thick coatings.

Пример 15Example 15

Стеклянная трубка 6 мм внутреннего диаметра и 32 мм длиной была покрыта изнутри термопластичным эластомером "ТРЕ-120" производства компании Wacker-Chemie GmbH или фторированным полимером "Viton® FreeFlow" производства компании DuPont. Покрытия механически наносились на чистую стеклянную трубку при температуре около 240° С и разравнивались экструзией расплава полиэтилена при температуре 220° С до получения тонких покрытий сопоставимой толщины. Фторированный полимер "Viton® FreeFlow" характеризуется малой адгезией к расплаву полиэтилена, но на частоте появления дефектов 40 Гц и для температуры 165° С отношение упругого модуля к вязкому модулю G’/G’’=1,8, что близко к соответствующему значению для расплава полиэтилена G’/G’’=1,7. Термопластичный эластомер "ТРЕ-120" характеризуется отношением упругого модуля к вязкому модулю G’/G’’=3,3, т.е. по крайней мере в 1,7 раз больше соответствующего значения для расплава полиэтилена LL1201 XV. На Фиг. 15 приведены характеристические кривые, полученные при экструзии расплава полиэтилена LL1201 XV при температуре 165° С с применением стеклянной трубки без покрытия (сплошная кривая), с тонким покрытием фторированным полимером (пунктир) и с тонком упругим покрытием термопластичным эластомером (точки). Крестами помечено возникновение дефектов на выходящем продукте: 6,7 мм/сек для чистой стеклянной трубки, 17,8 мм/сек для тонкого покрытия фторированным полимером и 65,3 мм/сек для тонкого покрытия упругим термопластичным эластомером. Меньшие значения максимальной бездефектной скорости экструзии для случая использования тонких покрытий фторированными полимерами по сравнению с тонкими покрытиями упругим термопластичным эластомером свидетельствуют в пользу того, что выбор материала для покрытия с соотношением упругого модуля к вязкому модулю по крайней мере в 1,7 раз больше соответствующей величины для расплава полимера позволяет значительно увеличить скорость бездефектной экструзии. Из характеристических кривых также видно, что при использовании тонких упругих покрытий падение давления на трубке меньше, чем при использовании покрытий фторированными полимерами сопоставимой толщины.A glass tube of 6 mm inner diameter and 32 mm long was internally coated with a TRE-120 thermoplastic elastomer manufactured by Wacker-Chemie GmbH or a Viton® FreeFlow fluorinated polymer manufactured by DuPont. Coatings were mechanically applied to a clean glass tube at a temperature of about 240 ° C and leveled by extrusion of a polyethylene melt at a temperature of 220 ° C to obtain thin coatings of comparable thickness. The fluorinated polymer "Viton® FreeFlow" is characterized by low adhesion to the polyethylene melt, but at a defect rate of 40 Hz and for a temperature of 165 ° C the ratio of elastic modulus to viscous modulus G '/ G' '= 1.8, which is close to the corresponding value for molten polyethylene G '/ G' '= 1.7. The thermoplastic elastomer "TRE-120" is characterized by the ratio of the elastic modulus to the viscous modulus G ’/ G’ ’= 3.3, i.e. at least 1.7 times the corresponding value for LL1201 XV polyethylene melt. In FIG. Figure 15 shows the characteristic curves obtained by extrusion of a LL1201 XV polyethylene melt at a temperature of 165 ° C using an uncoated glass tube (solid curve), with a thin coating of fluorinated polymer (dashed line), and with a thin elastic coating with a thermoplastic elastomer (dots). Crosses mark the occurrence of defects on the output product: 6.7 mm / s for a clean glass tube, 17.8 mm / s for thin coating with fluorinated polymer and 65.3 mm / s for thin coating with an elastic thermoplastic elastomer. The lower values of the maximum defect-free extrusion rate for the case of using thin coatings with fluorinated polymers as compared to thin coatings with an elastic thermoplastic elastomer indicate that the choice of material for coating with a ratio of elastic modulus to viscous modulus is at least 1.7 times greater than the corresponding value for polymer melt can significantly increase the speed of defect-free extrusion. It is also seen from the characteristic curves that when thin elastic coatings are used, the pressure drop across the tube is less than when using coatings of fluorinated polymers of comparable thickness.

Пример 16Example 16

Для экструзии использовался мундштук, представленный на Фиг. 5 вариант "А" для получения трубы при экструзии. Экструзию полиэтилена проводили при температуре 158° С. Сначала использовали мундштук без покрытия. Во втором варианте кольцевая вставка (воротник) был покрыт силиконовой резиной как описано в примере 2. В третьем варианте покрывали и центральный керн и воротник мундштука. В случае когда покрытия не было, дефекты поверхности возникали на скорости экструзии около 4 мм/сек. В случае когда только кольцевая вставка была покрыта резиной, дефекты появлялись на внутренней стороне трубы, а на внешней стороне их не было до скорости экструзии 89 мм/сек. В случае когда обе поверхности были покрыты резиной, дефектов не наблюдалось до скорости 89 мм/сек. Значения критической скорости представлены в Таблице 6 для сравнения.For extrusion, the mouthpiece shown in FIG. 5 option "A" for pipe extrusion. Extrusion of polyethylene was carried out at a temperature of 158 ° C. First, an uncoated mouthpiece was used. In the second embodiment, the annular insert (collar) was coated with silicone rubber as described in Example 2. In the third embodiment, both the central core and the mouthpiece collar were covered. In the case where there was no coating, surface defects occurred at an extrusion rate of about 4 mm / s. In the case when only the annular insert was coated with rubber, defects appeared on the inner side of the pipe, and on the outer side they were not up to the extrusion speed of 89 mm / sec. In the case when both surfaces were coated with rubber, no defects were observed up to a speed of 89 mm / s. The critical speed values are presented in Table 6 for comparison.

Таблица 6Table 6 Материал покрытия (Длина)Coating Material (Length) Значение критической скорости экструзии при температуре 158° С, мм/секThe value of the critical extrusion rate at a temperature of 158 ° C, mm / s Без покрытияWithout cover 44 Силиконовая резинаSilicone rubber 8989

Итак, использование предлагаемого устройства позволяет увеличить бездефектную скорость экструзии. Длина вставки или покрытия из упругого материала может составлять всего 10% от ширины зазора для расплава полимера, так как механические напряжения, приводящие к возникновению колебаний давления и скорости материала, сосредоточены в зоне контакта потока со стенками мундштука вблизи его выходного отверстия. Увеличение длины упругого покрытия или вставки вдоль потока полимера улучшает качество продукта и еще более увеличивает бездефектную скорость экструзии. Применение предлагаемого устройства позволяет проводить экструзию на пониженной температуре. Снижение температуры экструзии позволит увеличить стабильность раздувания пленки, избежать термического разложения полимера в застойных зонах экструдера. Вместо практикуемого ранее превышения температуры экструзии над температурой плавления полимерного материала на 60-100° С экструзию можно производить с превышением температуры плавления всего на 20-60° С.So, the use of the proposed device can increase the defect-free extrusion rate. The length of the insert or coating of elastic material can be as little as 10% of the gap width for the polymer melt, since the mechanical stresses leading to pressure and velocity fluctuations of the material are concentrated in the zone of contact of the flow with the walls of the mouthpiece near its outlet. An increase in the length of the elastic coating or insert along the polymer stream improves the quality of the product and further increases the defect-free extrusion rate. The use of the proposed device allows extrusion at a low temperature. Reducing the temperature of extrusion will increase the stability of inflation of the film, to avoid thermal decomposition of the polymer in the stagnant zones of the extruder. Instead of practicing the previously exceeded extrusion temperature above the melting temperature of the polymer material by 60-100 ° C, extrusion can be performed with the melting temperature exceeding just 20-60 ° C.

Предлагаемое устройство обладает очевидными существенными отличиями от прототипа. А именно, используется покрытие или вставка из упругого материала.The proposed device has obvious significant differences from the prototype. Namely, a coating or insert of resilient material is used.

Эффект подавления разрывов на внешней поверхности при экструзии через мундштук с упругим покрытием или вставкой ранее не был известен из патентной и специальной литературы.The effect of suppressing tears on the outer surface during extrusion through a mouthpiece with an elastic coating or insert was not previously known from the patent and special literature.

В результате проведенного патентного поиска не было обнаружено известных технических предложений, характеризуемых совокупностью отличительных признаков.As a result of the patent search, no known technical proposals were found, characterized by a combination of distinctive features.

В примере реализации продемонстрировано достижение технического результата - увеличение скорости бездефектной экструзии полиэтилена.In the implementation example, the achievement of a technical result is demonstrated - an increase in the speed of defect-free extrusion of polyethylene.

Примеры реализации указывают на промышленную применимость.Implementation examples indicate industrial applicability.

Итак, предлагаемое устройство является новым, имеет существенные отличия от прототипа, промышленно применим, а следовательно, он характеризуется всеми необходимыми признаками изобретения.So, the proposed device is new, has significant differences from the prototype, is industrially applicable, and therefore, it is characterized by all the necessary features of the invention.

ЛитератураLiterature

1. J.P.Tordella, SPE J., (Feb. 1956), 361. J.P. Tordella, SPE J., (Feb. 1956), 36

2. J.P.Tordella, J.Appl. Phys, 27, (1956) 4542. J.P. Tordella, J. Appl. Phys, 27, (1956) 454

3. E.R.Howells, J.J.Benbow, Trans. Plast. Inst. 30 (1962) 2403. E.R. Howells, J. J. Benbow, Trans. Plast. Inst. 30 (1962) 240

4. A.V.Ramamurthy, J.Reol. 30 (1986) 3374. A.V. Ramamurthy, J. Reol. 30 (1986) 337

5. Т.J.Person, M.M.Denn, J.Rheol. 41 (1997) 2495. T. J. Person, M. M. Denn, J. Rheol. 41 (1997) 249

6. С.Venet, В.Vergnes, J.Rheol. 41 (1997) 8736. C. Venet, B. Vergnes, J. Rheol. 41 (1997) 873

7. J.W.H.Kolnaar, A.Keller, J.Non-Newt. Fluid Mech. 67 (1996) 2137. J.W. H. Kolnaar, A. Keller, J. Non-Newt. Fluid Mech. 67 (1996) 213

8. P.S.BIatz, et.al. US Patent No. 3,125,547 "Extrudable composition consisting of a polyolefin and a fluorocarbon polymer", 17/03/1964, US Class - 525/1998. P.S. BIatz, et.al. US Patent No. 3,125,547 "Extrudable composition consisting of a polyolefin and a fluorocarbon polymer", 17/03/1964, US Class - 525/199

9. Chisholm, et al. US Patent, No. 5,854,352 "Melt Fracture Reduction", 29/12/1998, МКИ - C 08 L 027/129. Chisholm, et al. US Patent No. 5,854,352 "Melt Fracture Reduction", 12/29/1998, MKI - C 08 L 027/12

10. Bentivoglio, et al. US Patent, No. 4,830,595 "Die-lip heater", 16/05/1989, МКИ – B 29 C 047/8610. Bentivoglio, et al. US Patent No. 4,830,595 "Die-lip heater", 16/05/1989, MKI - B 29 C 047/86

11.Bentivoglio, et al. US Patent, No. 4,842,504 "Lip heater for plastic extrusion die", 27/06/1989, МКИ – B 29 C 047/8611.Bentivoglio, et al. US Patent No. 4,842,504 "Lip heater for plastic extrusion die", 06/27/1989, MKI - B 29 C 047/86

12. Cogswell, US Patent, No. 3,920,782 "Sharkskin", 18/11/1975, МКИ – B 29 C 17/0712. Cogswell, US Patent, No. 3,920,782 "Sharkskin", 18/11/1975, MKI - B 29 C 17/07

13. Fraser, et al., US Patent, No. 4,243,619 "Process for making film from low density ethylene hydrocarbon copolymer", 06/01/1981, МКИ – B 29 D 007/0413. Fraser, et al., US Patent, No. 4,243,619 "Process for making film from low density ethylene hydrocarbon copolymer", 06/01/1981, MKI - B 29 D 007/04

14. Kurtz, et al., US Patent, No. 4,282,177 "Method for reducing sharkskin melt fracture during extrusion of ethylene polymers ", 04/08/1981, МКИ – B 29 D 023/0414. Kurtz, et al., US Patent, No. 4,282,177 "Method for reducing sharkskin melt fracture during extrusion of ethylene polymers", 04/08/1981, MKI - B 29 D 023/04

15. Kurtz, et al., US Patent, No. 4,360,494 "Process for reducing melt fracture during extrusion of a molten narrow molecular weight distribution, linear, ethylene copolymer", 23/11/1982, МКИ – B 29 D 023/0415. Kurtz, et al., US Patent, No. 4,360,494 "Process for reducing melt fracture during extrusion of a molten narrow molecular weight distribution, linear, ethylene copolymer", 11/23/1982, MKI - B 29 D 023/04

16. Ramamurthy, US Patent No. 4,522,776 "Process for substantially eliminating surface melt fracture when extruding ethylene polymers", 11/06/1985, МКИ – B 29 F 03/416. Ramamurthy, US Patent No. 4,522,776 "Process for substantially eliminating surface melt fracture when extruding ethylene polymers", 11/06/1985, MKI - B 29 F 03/4

17. Pawlowski, et al., US Patent No. 4,948,543 "Process for eliminating surface melt fracture during extrusion of thermoplastic polymers", 14/08/1990, МКИ – B 29 C 033/6017. Pawlowski, et al., US Patent No. 4,948,543 "Process for eliminating surface melt fracture during extrusion of thermoplastic polymers", 08/14/1990, MKI - B 29 C 033/60

18. Kissi, et al., "Effect of surface properties on polymer melt slip and extrusion defects", Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 52 (1994), 249-26118. Kissi, et al., "Effect of surface properties on polymer melt slip and extrusion defects", Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 52 (1994), 249-261

19. Kissi, et al., "Sharkskin and cracking of polymer melt extrudates", 68 (1997), 271-29019. Kissi, et al., "Sharkskin and cracking of polymer melt extrudates", 68 (1997), 271-290

20. В.Tremblay, "Sharkskin defects of polimer melts, role of cohesion and adhesion", J.Reol. 35 (1991) 985-99820. B. Tremblay, "Sharkskin defects of polimer melts, role of cohesion and adhesion", J. Reol. 35 (1991) 985-998

21. А.Ю.Гросберг, А.Р.Хохлов. Физика в мире полимеров. M., "Наука", 198921. A.Yu. Grosberg, A.R. Khokhlov. Physics in the world of polymers. M., "Science", 1989

22. http://www.thermo.com/haake22. http://www.thermo.com/haake

23.К.Р.Adewale, A.I.Leonov, Modelling spurt and stress oscillations in flow of molten polymers, Rheol. Acta, 36 (110-127) 1997.23.K.P. Adewale, A.I. Leonov, Modeling spurt and stress oscillations in flow of molten polymers, Rheol. Acta 36 (110-127) 1997.

Claims (2)

1. Устройство для экструзии термопластичного полимерного материала, подверженного дроблению расплава, включающее мундштук, основа которого выполнена из одного материала, а на внутренней поверхности полости в той его части, которая примыкает к выходу, нанесено покрытие или закреплена вставка из другого материала, упругого по сравнению с расплавом полимерного материала, длиной, не менее 1/10 ширины зазора для выдавливания расплава.1. Device for extrusion of a thermoplastic polymeric material subject to crushing of the melt, including a mouthpiece, the base of which is made of one material, and on the inner surface of the cavity in the part adjacent to the exit, a coating is applied or an insert made of another material, elastic compared with a melt of polymer material, a length of at least 1/10 of the gap width for extruding the melt. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве материала упругого покрытия выбирают силиконовую резину.2. The device according to claim 1, characterized in that silicone rubber is selected as the material of the elastic coating.
RU2003100048/12A 2003-01-09 2003-01-09 Device for molding of thermoplastic materials RU2253568C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100048/12A RU2253568C2 (en) 2003-01-09 2003-01-09 Device for molding of thermoplastic materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003100048/12A RU2253568C2 (en) 2003-01-09 2003-01-09 Device for molding of thermoplastic materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003100048A RU2003100048A (en) 2004-07-10
RU2253568C2 true RU2253568C2 (en) 2005-06-10

Family

ID=35834753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003100048/12A RU2253568C2 (en) 2003-01-09 2003-01-09 Device for molding of thermoplastic materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2253568C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2666795C1 (en) * 2017-03-21 2018-09-12 Владимир Антонович Реут High-temperature macaroni press
EP3584060A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-25 Continental Reifen Deutschland GmbH Installation for gumming of reinforcement threads or wires

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Шенкель Г. "Шнековые прессы для пластмасс". Л., Госхимиздат, 1962, с.32,104, 281-286. Бухгалтер В.И. и др. "Экструзия", библиотечка рабочего по переработке пластмасс. Л., Химия, 1973, с.5, 37. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2666795C1 (en) * 2017-03-21 2018-09-12 Владимир Антонович Реут High-temperature macaroni press
EP3584060A1 (en) * 2018-06-20 2019-12-25 Continental Reifen Deutschland GmbH Installation for gumming of reinforcement threads or wires

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Migler et al. Extensional deformation, cohesive failure, and boundary conditions during sharkskin melt fracture
US6287632B1 (en) Rotolining process using fluoro polymer powder
Kalyon et al. Wall slip and extrudate distortion of three polymer melts
BRPI0709130A2 (en) extrusion coating composition
Venet et al. Experimental characterization of sharkskin in polyethylenes
BRPI0608302B1 (en) PROCESS FOR PREPARATION OF AN ETHYLENE COPOLYMER IN A TUBULAR REACTOR
WO2007107262A1 (en) Hollow body made of plastic having a barrier layer on its inner surface and a method for manufacturing the same
NO813310L (en) PROCEDURE FOR AA REDUCE MELT BREAKDOWN BY EXTRADING A MELTED, LINEAR ETHYLENE COPOLYMER WITH SMALL MOLECULE WEIGHT DISTRIBUTION
RU2253568C2 (en) Device for molding of thermoplastic materials
Drobny Applications of fluoropolymer films: properties, processing, and products
JPH02503540A (en) Linear low density polyethylene casting film
FR2739052A1 (en) Process for the manufacture of tubular object
Ghaneh‐Fard et al. Study of kinematics and dynamics of film blowing of different polyethylenes
KR890002208B1 (en) Process for substantially eliminating surface melt fracture when during extrusion of ethylene polymers
US20180057974A1 (en) Hollow fiber membrane manufacturing method
RU2275398C2 (en) Thermoplastic polymer material
US4415711A (en) Process for forming film from low strain hardening polymers
RU2272709C2 (en) Method of molding of thermoplastic polymeric material, the device for its realization and the composition of the thermoplastic polymeric material
Muliawan et al. Melt fracture of linear PE: A critical study in terms of their extensional behaviour
NO832438L (en) CONSTRUCTION OF PLASTIC MATERIALS WITH CROSSING INTERIOR RIBBES
CN113015620B (en) Co-extruded multilayer structure and method for obtaining same
Billham et al. The effect of extrusion processing conditions on the properties of blown and cast polyolefin packaging films
EP1606095A2 (en) Process and an extrusion die for eliminating surface melt fracture during extrusion of thermoplastic polymers
Seth The role of surface energy of Boron Nitride on gross melt fracture elimination of polymers
JP2009143079A (en) Hollow molding, and molding apparatus and method for the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100110