SU915009A1 - Способ определения эффективной температуры переработки аморфного термопласта 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к переработке термопластичшлх материалов и может быть использовано при определении эффективной температуры пере- >··· работки аморфного термопласта, например в полиграфической промышлен- ³ ности для изготовления стереоиллюстраций.

Известен способ определения эффективной температуры переработки поливинилхлорида по максимальной

плотности образцов, полученных экструзией при различных температурах расплава и различных скоростях переработки ГП.

Дпя достоверного определения эффективной температуры необходимо большое количество экспериментальных данных.

Недостатком этого способа являются трудоемкость и большой расход пе-. рерабатываемого материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ опре2

деления эффективной температуры переработки аморфного термопласта по максимальной плотности образцов, полученных формованием при различных температурах расплава и различных скоростях переработки [2].

При определении эффективной температуры переработки согласно данному способу -необходимо рассмотреть большое количество зависимостей плотности от температуры (Р = Г (Т)] и среди них найти те зависимости, у которых максимальной плотности при всех скоростях и методах переработки соответствует одинаковая температура формуемого расплава

Данный способ также требует большого количества экспериментальных данных, недостатками его являются сложность и трудоемкость.

Целью изобретения является упрощение определения эффективной темпе3

915009

«

ратуры переработки аморфного термопласта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения эффективной температуры переработки 5 аморфного термопласта по максимальной плотности образцов, полученных формованием при различных температурах расплава, формование образцов осуществляют при постоянной скорости 10 сдвига расплава и определяют эффективную температуру переработки по формуле

_т .^т?^та .ич-МРуТ-Кут,) ,₅

^э*' ι

где Τ , и Т₅ - температуры расплава;

Р и ι Го. ι ^и ~ плотности образцов, 20 сформованных из расплава соответствуютцх температур.

Способ осуществляется следующим .образом. 25

Перед переработкой аморфного термопласта производят настройку технологического режима непосредственно на машине.

30

При экструзии на одной скорости вращения шнека постоянную скорость сдвига и разную температуру расплава достигает за счет задания температуры цилиндра в зоне 1-ой (транспортирующей) и в зоне 3-ей (распла- ³⁵ ва) соответственно. Постоянство скорости сдвига контролируют по объемной скорости выхода экструдата (объемной производительности машины). Температуру расплава контролируют потенциометром КСП-4 через хромелькапелевую термопару, вставленную в расплав термопласта на входе его из шнека в формующую головку. Гомогенность формуемого расплава при - ⁴⁵

каждой его температуре обеспечивают заданием той . предельной температуры цилиндра зоны 2-ой (пластикации), которая не изменяет достигнутых значений температуры расплава ‘ ⁵⁰ и объемной скорости выхода (скорости сдвига).

При вальцевании постоянную скорость сдвига обеспечивают соблюдением постоянства зазора (0,2 мм) меж- 55 ду валками, скорости их вращения (25 об/мин, фрикция 1,12), идентичности условий загрузки и подреза

массы (2 подреза в минуту со свертыванием пленки в рулон и перед снятием пленки минутное вальцевание без подреза). Температуру валков, равную температуре расплава, задают и автоматически регулируют посредством потенциометра типа ЭПИ-09 через хромель-капелевую термопару, находящуюся в теле валка.

Гомогенность формуемой массы при каждой температуре вальцевания обеспечивают временем вальцевания.

При определении эффективной температуры переработки на вискозиметре ИРТ постоянство объемного выхода (т.е. скорости сдвига) обеспечивают подбором соответствующего груза, действующего на поршень вискозиметра. Гомогенность расплава достигают временем прогрева термопласта в камере вискозиметра.

На каждом установившемся технологическом режиме отбирают образцы и определяют их плотность.

Полученные на каждом технологическом режиме даиные(по любым трем значимо различимым точкам подставляют в приведенную формулу и определяют эффективную температуру переработки аморфного термопласта.

Оценка значимости результатов зависит от погрешности их определений. Так,в приведенных примерах точность «Определении температуры массы составляет 2-3%, а плотности - 0,002%. Поэтому значимо различимые результат ты процесса переработки получаются при температурах, отличающихся не менее чем на 10°С.

В качестве аморфных термопластов согласно предлагаемому способу используют поливинилхлоридные композиции Р-230 и "Винистер", композиции на основе сополимеров винилхлорида с винилацетатом ВА-10 И ВА-15, полиметилметАкрилат марки ЛСО-М.

Пример 1. Экструдируют шланги через формирующее, кольцевое отвер стие диаметром 8 мм и шириной щели 1,5 мм на одношнековой машине ВЕ-40 (фирма "Баттенфельд", ФРГ) из гранулированной композиции на основе поливинилхлорида следующего состава, рецептура 230 , мас.ч.:

Поливи килхлор ид
марки С-70	! 00
Диоктилфталат	40
Стеарат кальция	3
Силикат свинца	12

915009

Конкретные показатели технологических параметров приведены в табл.1.

По полученным данным рассчитывают эффективную температуру переработки.

(1,312-1,303) (180-144) (160-180)

2 2 [1,312 (144-180)-1,269 (144-160)-1,303 (160-180)]

= 156 (при скорости вращения шнека 16 об/мин)}

Τ Λ^ΜΤβ4Μ0ΟΧΐ80-4$5)Ο6>Ι&9) , _

^И * 1(4,^10(455-180)-4,0440(155-161)-4,3400 м (161- 100))^{= 15}*'

(при скорости вращения шнека 32 об/ /мин .).

Пример 2. Вальцуют пленку на микровапьцах (диаметр валков <3 =

= 80 мм, длина ? =» 2 об) из поливинил(5

хлоридной композиции Р-230 состав композиции указан в примере I).

Конкретные показатели технологических параметров приведены в табл.2.

По полученным данным расчитывают эффективную температуру переработки.

Т . (4.310-4,5460)(118-449)(460-410)

’* ί 114,3410(149-410)-4,3^(149-160)-4,316^(460- 4Т0)]~⁴⁵⁸·

Пример 3. На экструдере ВЕ-40( фирма "Баттенфельд", ФРГ) по лучают лист толщиной 2 мм из полиметилметакрилата марки ЛСО-М с индексом расплава 1,6 г/мин.

Конкретные показатели технологических параметров приведены в табл.3.

По полученным данным расчитывают эффективную температуру переработки:

^ТЭФ^{= 1714}· ¹⁸⁵ + (1,1320-1,1806) (204-171) (185-204)

2 ' 2 (1,182 (171- 204) -1,1793 ( 171-185)-1,1806 (185-204)

г 185 (при скорости вращения шнека 6 об/мин);

Т_эф. 180 + 196

(1,1805-1,1810)(206-180) (196-206)_· _

2 [1,1805 (180-206)-1,1780 (180-196)-1,1810 (196-206)

= 186 (при скорости вращения шнека 12 об/мин).

Пример 4. Перерабатывают поливинилхлоридную композицию "Винистер" экструзией в пленку толщиной 0,5 мм на шнековой насадке пластографа "Брабендера".

Композиция "Винистер" имеет еле дующий состав, мас.ч:

40

Тринонилфосфит Дифенилпропан Барий-кадмиевый комплексный стабилизатор типа Ласт ДП-4 Стеариновая кислота Тинопал

1

0,1

3,5 0, 15 0,005

Поливинилхлорид марки М-64 Диоктилфталат Эпоксидированное соевое масло

100

35

45

Конкретные показатели технологических параметров приведены в табл.4.

По полученным данным расчитывают эффективную температуру переработки:

= 150 + 170 (1,2570-1,2532)(180-150) (170-180)____

2 “ ⁺ 2 11,2570 (150-180)-1,257 (150-170)-1,2532-(170-180) “

Пример 5. Получают пленку из композиции на основе сополимера винилхлорида с винилацетатом (марки ВА-10) на микровальцах аналогично примеру 2. Композиция имеет следующий состав, мас.ч.:

Сополимер винилхлорида с винилацетатом маркиВА-10 . Ю0

55

Диоктйлфталат	3
Эпоксидированное
соевое масло	2
Стеарат кальция	0,5
Стеарат цинка	’ 0,5
Глицерин	о;з
Ионол	0,1
Тинопал	0,005

Ί

915009

Конкретные показатели технологи- По подученным данным расчитывают

ческих параметров приведены в табл.5. эффективную температуру переработки:

Т 140 + 159 ( 1.3610-1.3605)(175-140) ( 159-175) _ _ _ ___

. + _{2 г} , ^_{3610 ]40}_' γ₇₅₎_ ,/3575 ( 1 АО-1 59)-1,3605 Λΐ 59-1 75)3

Пример 6. Получают гранулы из композиции на основе сополимера винилхлорида с винилацетатом (марки ЗА-15) на экструдере ВЕ-40 аналогиино примеру 1.

Композиция имеет следующий состав, мае .ч. :

Сополимер винил- · ,5

хлорида с винил-

ацетатом марки
ВА-15 Соосажденный сте-	97,7
арат бария-кадмия	0,7
Стеарин	0,6
Сажа	1,0
Конкретные показатели технологичес-

ких параметров приведены в табл.6.

По полученным данным расчитывают

эффективную температуру переработки:

$Ф

110 + 124

+ 1Ζ4 , 11,3681- , »-тиц ) ν. υο-ι ι и/ \ 11 __

2 ⁺ 2 [1,3681 ( 110-138)-1,3664(110-124)- 1,3666*1124-138)]

Пример 7. Определяют эффективную температуру переработки композиции "Винистер" на вискозиметре ИРТ. Композицию продавливают через фильеру с диаметром отверстия 2 мм (состав композиции приведен в примере 4).

Конкретные показатели технологических параметров приведены в табл. 7.

По полученным данным расчитыва-/ ют эффективную температуру переработки.

,Т ". 150+180 (1,2540-1,2510) (210-150)(180-°10)

^эф' 2 2 [1,2524 \150- 210)-1,2495 (150-180) -1,2510*180-210) ^{= 175}

Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ позволяет по сравнению с известным способом упростить определение эффективной температуры переработки термопласта.

Для определения эффективной температуры согласно предлагаемому способу достаточно провести процесс по трем технологическим режимам на од- ₄₀ ном виде оборудования.

Так, из примеров 1 и 2, 4 и 7 видно, что эффективная температура переработки одного и того же термопласта определенная на экструдере и вальцах, экструдере и вискозометре, одинакова и не зависит от вида оборудования, что позволяет упростить оптимизацию и осуществить перенос технологического режима переработки на любой метод переработки.

Таблица 1

Скорость	Ре-	Температура по зонам		Темпера-	Объем-	Плотность
вращения	жим	обогрева, С	-		тура ’	ная	экструда-
шнека,		—				формуе-	произ-	та ,
об/мин		1	2	3	4	мого	води-	г/см3
		транс-	плас-	(рас-	(го-	распла-	тель-
		порти-	тика-	плава)	лов-	ва Т·°С	ность.
		рующая	ции		ка)		см-/с

16	1	90	70	80	150	144		1,303
	2	80	120	100	162	154	1,455	1 ,313
	3	100	. 130	130	165	160		1,312
	4	1 10	140	152	175	170		1,300

9

915009

10

Продолжение табл. I

Скорость вращения шнека, об/мин	Режим	Температура по *С	зонам обогрева,	Температура формуемого расплава Т;, аС	. Объемная произвол ительность, см3/с	Плотность экструдаТ/ 5 г/см
1 транспортирующая	2 пластикации	3 (расплава)	4 (головка)
	5	Ю5	150	180	185	180		1,269
32	1	50	75	90	155	151		1,300
	2	52	86	102	160	155	2,620	1,310
	3	55	92	НО	165	160		1,308
	4	65	100	128	174	167		1,297
	5	70	ПО	157	185	180		1,244
						Т	а б л и	ц а 2

Показатели

Режим

ΞΞΙΞΖΖΙΞΖΖΙΞΖ’ΖΖ

Температура расплава

Т;,°С			140	149		155 160	170
Время вальцевания, мин	35	30		28 26	5
Максимальная плотность пленки , г/см®	1,3125	1,3160		1,3175 1,	3170	1,3150
				ί			Т а б л η	ц а
Скорость вращения шнека, об/мин __________	Режим	Температуры по ваеюм зонам,0 С	обогре-		Температура расплава Т; ,°С	Объемная производительность, сма/с	Плотность ί г/см*
			ζ_ί	4

0,645

1	120	170	180	175	171
2	НО	175	195	185	178
3	100	180	210	190	185
4	130	170	225	200	193
5	140	160	240	215	204

1.1806

1,1816

1,1820

1,1-818

1,1793

6

I 1

9I5009

12

		, Продолжение табл. 3
Скорость	Ре-	Температура по обогрева- Темпера-	Объемная	Плот-
вращения шнека, об/мин	жим	емым зонам, С	тура	произво-	ность
	1 2 3	----— распла4 . ва Т; , °С	дительность, см5/с	А/'4 г/см

1	120	130	150	180	173	1,120	1,1802
2	1 10	140	160	185	180		1,1810
3	100	145	170	I	1«6		1,1814
4	130	155	185	200	196		1,1805
5	140	160	195	210	206		1,1780

Таблица 4

Режим	Скорость вращения шнека, об/мин	Температура по.зонам обогрева,0С	Температура формуемого расплава Т; , °С	— Объемная производительность, см ®/ с	Плотность экструдата Рг, г/см 4
1	2	3
1	40	100	130	140	150	0,5	1,2532
2		120	160	158	170		1,2570
3		140	180	165	180		1,2570
4		155	190	175	190		1,2552
5		162	210	198	210		1,2512

• Таблица 5

Показатели	Режим
1	1	3 1	.и	5
Температура расплава Т-°С	140	150	159	168	175
Время вальцевания, мин	25	20	10	5	1,5
Максимальная плотность пленки, г/см	1,3605	1,3612	1,3610	1,3598	1 , 3575

•лвмме——·—

η

915009

14

Таблица 6

Скорость вращения шнека, об/мин	Температура обогрева,	по зонам °С		Температура распла-	Объемная произво-	Плотность экструдата сЛ , г/см^
1			4	-ва. , с	дительность см^/ с
8	55	80	85	115	1 10	0,55	1,3666
	70	100	95	129	124		1,3681
	90	135	120	142	138		1,3664

Таблица 7

Показатели	Режим
		I			1·
Температура расплава т:,«с		150	170	180	190	210
Нагрузка, кг/см\ при
прои з води тел ьнос ти 1,2-Ю^см^/с		16	13	8	5	ί
Максимальная плотность образца, г/см^		1,2510	1,2524	1,2524	1,2520	1,2495

Claims (1)

1. Формула изобретения 35

   Способ определения эффективной

   температуры переработки аморфного термопласта по максимальной плотности образцов, полученных формованием при различных температурах рас^- 40 плава, о тличающийся тем, ^!что, с цепью упрощения определения, формование образцов осуществляют при постоянной скорости сдвига расплава и определяют эффективную температуру 45 переработки по формуле

   Т У^ТЧ. .

   где Т₄, Т<2 и Т а - температуры расплава ;

   ι ^и Рд - плотности образцов , сформованных из расплава соответству

   ющих температур.