LLDPE

خط توليد پروفيل upvc|خط توليد پانل upvc|خط توليد ديوارپوش pvc|خط توليد پنل سقف کاذب|خط توليد تايل سقفي|خط توليد پروفيل درب و پنجره upvc

Posted by roueen in اکسترودرها on June 22, 2015 with Comments Off on خط توليد پروفيل upvc|خط توليد پانل upvc|خط توليد ديوارپوش pvc|خط توليد پنل سقف کاذب|خط توليد تايل سقفي|خط توليد پروفيل درب و پنجره upvc

خط توليد پروفيل upvc|خط توليد پانل upvc|خط توليد ديوارپوش pvc|خط توليد پنل سقف کاذب|خط توليد تايل سقفي|خط توليد پروفيل درب و پنجره upvc

براي اين منظور استفاده از اکسترودهاي دو ماردون مخروطي شکل(Conical)  و يا استفاده از اکسترودرهاي دوماردون موازي (Parallel)  براي  توليد با  ظرفيتهاي بالا و با استفاده ازگيربکسهاي گشتاور بالا و طراحي خاص ماردون متداول مي باشد.

قطعات استفاده شده در اين نوع خطوط توليد از برترين برندهاي جهان از قبيل SiemensABBSchneider Electric  و غيره مي باشد.

با استفاده از قالبهاي مناسب ‘  با طراحي دقيق با کيفيت و سرعت  بالا  و خطوط اکستروژن و کو-اکستروژن امکان توليد انواع پروفيلهاي درب و پنجره 3 کاناله‘ 4 کاناله ‘ 5 کاناله و يا پروفيل داراي قسمتهاي لاستيکي از قبيل زهوارها (کو اکسترود شده)  ‘ توليد پروفيل با لايه رنگي( اکرليک ASA)  و طرح دار (embossed)  با کيفيت عالي مقدور مي باشد.

خط توليد و فرآيند توليد پروفيل upvc با کيفيت و استاندارد

براي توليد يک پروفيل upvc با کيفيت بالا 4 مرحله را به ترتيب مي توان نام برد :

1- انتخاب مواد اصلي تشکيل دهنده :

دانش انتخاب مواد لازم براي ترکيب با پلي وينل کلرايد براي به دست آوردن محصولي با کيفيت.

2- ترکيب کردن مواد : که شامل سنجش ، اندازه گيري وترکيب همه مواد براي توليد مخلوطي يک دست و هموژن است.

3- فرايند اکستروژن وشکل دهي : توليد يک محصول کاربردي از يک فرايند که شامل نرم کردن پودر ترکيب شده ، شکل دهي اين پلاستيک  به وسيله غالب هاي مخصوص ، خنک کردن شکل نهايي توسط قالب هاي کاليبره شده و حمام هاي آب سرد و ميز هاي کاليبراسيون است .

4- طراحي : استفاده از تکنولوژي ي اکستروژن وساخت براي پنجره در مدل هاي گوناگون.

انتخاب مواد اصلي تشکيل دهنده:

پروفيل شامل مواد تشکيل دهنده مختلفي است .در حدود 85 در صد ماده تشکيل دهنده اصلي پلي وينل کلرايد است .پلي وينل کلرايد مورد استفاده براي توليد پروفيل عموما ازنوع سوسپانسيون(65-68)است که در حالت خاص آن پارامتر هايي مانند دوام ومقاومت در برابر شرايط جوي که از فاکتور هاي ضروري براي پروفيل در و پنجره است را دارا نمي  باشد.

مشخصات و مزاياي اجزا ترکيبي :

1-  پايدار کننده حرارتي

            جلوگيري از تخريب ترکيب در حين فرايند اکستروژن

            کاهش اثر نور خورشيد بر روي فريم وقاب که باعث تخريب مي شود

2-  اصلاح کننده ضربه

            افزايش خواص چقرمگي به pvc  که ذاتا شکننده است

            جلوگيري ازشکستن در حين توليد ، شکل دهي و کاربر نهايي

3-  پر کننده

            افزايش خواص مکانيکي (چقر مگي و مقاومت ضربه)

            کاهش قيمت حصول

4-  پايدار کننده  upvc

            کاهش اثر نور uv بر روي پروفيل

            جلوگيري از تغيير رنگ وتخريب توسط نورuv

5-  دي اکسيد تيتانيوم

            مشارکت در ايجاد رنگ سفيد در پروفيل وانعکاس نورخورشيد

            جلوگيري از تمرکز حرارت بر روي سطح پروفيل

6-  روان کننده

            خثي کردن  نيرو هاي اصطکاکي بين پروفيل وغالب که باعث خرابي غالب و کدر شدن محصول مي شود

            پايدارماندن سطح صاف فريم وقاب

7-  کمک فرايند

            بر روي مورفولوژي ترکيبpvc   تاثير دارد

            ممانعت از تغيير کيفيت ناخواسته درحين توليد

8-  پيگمنت

            ايجاد رنگ هاي خاص در پروفيل

            ايجاد تنوع در محصول

پايدار کننده هاي حرارتي :

اگر استابلايزر حرارتي وجود نداشته باشد،pvc   در تماس با دماي بالا و حرارت زياد اکسترودر  دومارپيچه حتما خواهد سوخت و حالتي زوغالي به خود خواهد گرفت.با استفاده از مقادير کافي پايدار کننده مناسب از تخريب ترکيب مي توان جلوگيري کرد که اين امر تضمين مي کند که خواص کاربردي ترکيب به وسيله تغيرات گرمايي شديد در حين نرم شدن متاثر نخواهد گشت.

در سيستم پنجره به محصول نهايي که در آن از مقادير کم يا نامرغوب استابلايزر حرارتي استفاده شده باشد بوسيله تابش اشعه خورشيد تحت تاثير قرار خواهد گرفت و روند تخريب وتغيير رنگ آن تسريع خواهد گشت .درصورت عدم استفاده از استابلايزر هاي مناسب،pvc    مي خواهد  از حالت جامد برگردد، حالت سخت به نرم ،که از لحاظ ساختاري نامرغوب است .در نتيجه غالب هاي (sash) کج وتغيير شکل يافته و فريم ها با کارکرد نامطلوب خواهد بود.اين نقصان توسط خرابي يا ناهمترازي قفل ، حرکت هاي قاب ثابت ، نقص در نگهدارنده شيشه و افزايش فضاي نفوذ بين قابو فريم نمايان مي شود.برخي از شرکت هاي توليد کننده با اضافه کردن مقدري ازدي اکسيد تيتانيوم ارزان در ترکيب مواد اوليه مواد خود مي واهند ثابت کنند که نورخورشيد انعکاس بهتر وبيشتري پيدا خواهد کرد .اين سناريو با اينوجو به گچي شدن منجر مي شود .گچي شدن زماني رخ مي دهد که Tio2 مانند يک باقي مانده پودري از پروفيل خارج شده و بر روي سطح فريم يا قاب باقي خواهد ماند .عوامل جوي مانند باران  وباد اين پودر را خواهد شکست وبر روي نماي پنجره وساختمان تشکيل لکه هاي بدنما خواهد کرد.بر اساس فرماليسيون هاي ارائه شده توسطbaerlocher وtrefflerمي توان از پايدار کننده هاي پايه سرب به ميزان  وphr 5 و پايدار کننده هاي بر پايه کلسيم – روي به ميزان phr2.5-3.5

pvc  100  phr استفاده کرد.اين مقدار براي پايدار کننده هاي حرارتي بر پايه قلع بين phr 1.2-1.6  گزارش شده است.کدري و لکه گذاري شيميايي گوگرد ، محدوديت فني براي استفاده از پايدار کننده هاي سربي هستند .در پروفيل هايي که از پايدار کننده هاي سربي استفاده مي کنند کدري در محصول در مقايسه با محصولات مشابه با استابلايزر متفاوت، بيشتر است .سميت آنها نيز براي کار گراني که در تماس با آن هستند باعث افسرد گي مي شود.همچنين مقدار استفاده از پايدار کننده حرارتي پايه سرب در مقايسه با پايدار کننده هاي ديگر بر پايه کلسيم-روي جايگزيني مناسب براي پايدار کننده هاي سربي هستند که هم سميت کمتر و قيمت مناسب دارند وهمچنين براي رسيدن به خواص مطلوب از مقدار کمتري در فرمولاسيون استفاده مي شود .مشکل کدري در استابلايزر هايي که پايه سربي هستند کمتر مي باشد.

  مواد اصلاح کننده ضربه:

upvc  اصلاح نشده در دماي محيط و پايين تراز آن مقاومت  ضربه پاييني دارد .با وارد کردن يک فاز لاستيک در داخل ماتريس پليمر مي توان  مقاومت پروفيل را در برابر ضربه بهبود بخشيد که اين امر مستلزم  بخش خوب اين فاز در ماتريس وچسبندگي  بين ان دو فاز است .بدون استفاده از واد اصلاح کننده ضربه ، محصول نهايي (پنجره) بسيار شکننده خواهد بود.پنجره بدون مقدار کافي اصلاح کننده ضربه در ساختار خود بو سيله ضربه ضربات وسايل نصب (مانند دستگاه ميخ زني)آسيب خواهد ديد يا بصورت ترک وشکستگي در برابر عوامل جويي مانند تگرگ خود را نشان خواهد داد.انواع متفاوتي از اصلاح کنند هاي ضربه وجود دارند:پلي اتيلن کلردار(CPE)، کوپليمر آکريلات پلي متيل آکريلات ترپليمر متاکريلات – بوتان ان-استيرن(MBC)، آکرينيريل – بوتان دي ان-استيرن(ABS) و کوپليمر اتيلن وينيل استات(EVA) ببخشند.در اين ميان اصلاح کننده هاي ضربه اکريلاتي به علت تورم بعد از داي ک وچسبندگي باماتريس و خواص مکانيکي خوبي که دارند بيشتر مورد توجه هستند . MBSوABS  براي کاربرد هاي بيرون مناسب نيستند وبيشتر در ترکيبات شفاف کاربرد دارند.مقدار استفاده براي مواداصلاح کننده ضربه پايه اکريلاتي بين phr 5-7 گزارش شده است.

 پايدار کننده هاي UV:

نور فرابنفش (uv) يک جزءطبيعي از نور خورشيد است .اين طول موج از نور سوختگي وايجاد تومر سياه رنگ در اعماق پوست (نوعي از سرطان) مي شود همچنين اين اشعه ها باعث تغيير رنگ و از بين رفتن آن در پارچه ها والياف که در وسايل منزل استفاده مي شود وساير وسايل خانه و ساختمان مي شود.اين اشعه ها همچنين باعث تغيير رنگ مواد تشکيل دهنده پروفيل درو پنجره م شود .براي به مينيممرساندن اثر نور خورشيد بايد از پايدار کننده هاي نور uv   در فرماليسيون استفاده کرد که اين مواد از  تغيير رنگ محصول در برابر نور خورشيد براي مدت طولاني جلوگيري خواهد کرد .سيستم پنجره که در آن از پايدار کننده هاي نور   uv  استفاده نشده باشد يک تغيير رنگ فاحش در مدت زمان  کوتاهي که در معرض نورآفتاب قرارمي گيرد را شاهد خواهيم بود .پنجره هاي سفيد کدر مي شوند که گاهي زرد ويا حتي قهوه اي سوخته نيز به نظر خواهند رسيد.پروفيل هاي که به قهوه اي سوخته نيز به نظر درآمده اند يک سطح کدر را نشان خواهند داد ودر حقيقت تابش نور بر روي چنين  سطحي بسيار ناخوشايند وبدنما خواهد بود.به علت قيمت بالاي اين جزء ترکيب بسياري از توليد کنندگان از آن استفاده نمي کنند..در فرمولاسيون هاي ارائه شده از اين جزئ بين phr0-0.3  گزارش شده است .

دي اکسيد تيتانيوم:

دي اکسيد تيتانيوم يک ترکيب معمول شميايي است که در بسياري از محصولات که رنگ سفيد براق مورد استفاده مي شود .به علت اضافه شدن  Tio2 به محصول رنگ پروفيل سفيد خواهد بود.جدا از جنبه شناسايي Tio2 نقش مهمي درکارکرد نهايي وعملي پنجره دارد.به علت رنگ براق آن اشعه هاي خورشيد را منعکس مي کند ومانع از تمرکز حرارت ناخواسته بر روي سطح خارجي و داخل وخارج           ها مي شود.تجمع حرارتي پيوستگي ساختار پنجره را کاهش مي دهد و باعث تخريب آن مي شود .با اين وجود مقدار مورد استفاده با توجه به شرايط اقليمي  تعيين مي شود ومقدار زياد آن تغييرات ناخواسته زيادي را به وجود مي آورد .فرمولاسيون هاي متفاوت مقدار phr3-9  رابراي دي اکسدتيتانيوم پيشنهاد داده اند.استفاده از مقادير مختلف دي اکسيد تيتانيوم مي تواند شدت سفيدي  متفاوتي  ايجاد کند.

روان کننده ها:

روان کننده ها به عنوان کاهش دهنده اصطکاک بين سطح فلزي اکستروژن ، قالب ، کاليبراتور وپليمر به کار مي رود.اين جزء جريان صاف وپيوسته را بدون چسبندگي به سطوح فلزي را مهيا مي سازد که باعث ايجاد يک سطح فلزي صاف و غير کدر در محصول نهايي مي شود.روان کننده ها به دو دسته روان کننده خارجي (کاهش اصطکاک وسطوح فلزي )و روان کننده داخلي (کاهش اصطکاک درون پليمر به منظور کاهش ويستکوزيته در حين فرايند)تقسيم مي شود.پارفين ها و واکسهاي پلي اتيلني از جمله اين روان کننده ها هستد.بر طبق  نسخه هاي ذکر شده مقدارphr1.2-0.1  استفاده از  روان کننده ها به عنوان مقدار بهينه توصيه شده است.

کمک فرايند ها:

اين جزء باعث بهبود خواص ذوب مي گردد و مورفولوژي مذاب ترکيب مورد تاثير قرار خواهد داد(براي مثال پايداري ترکيب  زماني که به حالت پلاستيک تغيير مي کند.)مقدار مناسب اين جزء براي اطمينان از اين که ذوب پلاستيک و خنک شدن در يک سرعت يکسان است ضروري است زيرا باعث همگن شدن وبهبود استحکام مذاب مي شود.بدون استفاده از کمک فرايند يک ناپيوستگي در کيفيت يا در حين کاربرد بوجود مي آيد .استفاده ازآن باعث افزايش شفافيت و براقيت پروفيل نيز مي گردد.مقدارمور نياز کمک فرايند در فورمالاسيون بين phr1.5-0.5 است.

پر کننده:

در pvc سخت استفاده از پر کننده محدود به افزايش چقرمگي  که بوسيله قرار گرفتن ذرات در داخل زنجيره ها ي پليمري است مي شود وکاهش قيمت در درجه بعدي قرار دارد.کربنات  کلسيم پوشش داده شده  با اندازه ذرات کوچکتراز 100 نانومتر کاملا مطلوب تشخيص داده است.پوشش دادن کربنات خيس شدن آن توسط پليمر را افزايش مي دهد  که اين باعث ايجاد چسبندگي بهتر و در نتيجه پيوستگي بيشتر مذاب و در نهايت خواص بالاتري  خواهد بود.استفاده از کربنات بر روي براقيت محصول نهايي نيز تاثير گذار خواهد بود بدين ترتيب که کربنات با اندازه ريزتر براقيت بيشتري ايجاد مي کند.استفاده از مقدارphr4-10 کربنات کلسيم در فرمالاسيون ها توصيه گشته است.در نهايت بايد ذکر کرد که نوع pvc  مورد استفاده، نوع خام،آن بود که سابقه نداشته باشد، به عبارتي از پودر پلي وينيل کلرايد خام استفاده مي شود.توليد کنندگاني که از پروفيل بازيافتي که آنرا بسيار ريز کرده اند براي توليد محصول  استفاده مي کننداين ريسک را مي پذيرند که محصولي با کيفيت پايين که پايداري ، استحکام ، مقاومت در برابرشرايط جوي وسطحي ناهموار دارد را توليد کنند.

فرآيند توليد پروفيل UPVC

فرايند توليد پروفيل UPVC شامل دو مرحله اصلي مي باشد:

1- مرحله ميکس و آماده سازي مواد اوليه در دستگاه ميکسر

2- مرحله شکل دهي و توليد پروفيل در دستگاه اکسترودر

در مرحله اول PVC و افزودني هاي ديگر ، با درصد مشخص توسط دستگاه ميکسر ترکيب سرد و گرم مي شود . مواد ترکيب شده بين 12 تا 24 ساعت در دماي محيط مي ماند تا الکتريسيته ساکن حاصل از ميکس از بين برود و دماي آن با دماي محيط يکسان گردد.

مواد پس از مرحله ميکس به صورت اتوماتيک وارد دستگاههاي اکسترودر ميشود .پس از تنظيم و نصب قالب پروفيل مورد نياز و هم چنين قسمت هاي کاليبراتور و تانک هاي خنک کننده مي‌بايست دماي سيلندر و دستگاه اکسترودر و قالب به حد معين برسد. اين ميزان دما بسته به نوع سطح مقطع پروفيل متفاوت است که معمولا براي سيلندر بين 165 تا 185 درجه سانتيگراد و براي قالب بين 198 و 202 درجه سانتي گراد ميتواند متغير باشد.

دستگاه اکسترودر شامل دو عدد محور مارپيچ با چرخش غير همسو ميباشد که مواد را به صورت يکنواخت از قسمت سيلو به طرف قالب هدايت ميکند. سيلندر دستگاه شامل چهار قسمت مي باشد که هر کدام به ترتيب وظيفه پيشگرم کردن مواد ، پلاستيسيته کردن تبديل مواد به شکل خميري خروج گازهاي متصاعد شده و در نهايت شکل گيري پروفيل را به عهده دارند ، پس از خروج  پروفيل از قسمت کاليبره و تانک هاي خنک کننده اطلاعات مربوط به پروفيل روي آن حک ميشود . در نهايت پروفيل وارد قسمت برش شده و در ابعاد 6 متري برش داده و بسته بندي مي گردد.

سبكي وزن، خمش پذيري، عدم اشتعال، عايق بودن در مقابل حرارت و الكتريسيته، مقاومت در برابر مواد شيميايي و بيولوژيک، قابليت تبديل به سطوح سيقلي، قابليت تلفيق با مواد افزودني مختلف و بالاخره انعطاف پذيري در به كاربردن طرح هاي متعدد، UPVC را به يک نوع ترموپلاست مدرن که مناسب ترين جايگزين براي آلياژهاي فلزي و غير فلزي در صنعت در و پنجره سازي است تبديل نموده است.

مواد تشکيل دهنده پروفيل UPVC

فرمولاسيون توليد پروفيل درب و پنجره UPVC

در فرآيند توليد UPVC جهت افزايش کيفيت محصول، مواد افزودني خاصي به پودر PVC افزوده مي شود.

اصلي ترين ماده مورد نياز جهت توليد پروفيل هاي يو پي وي سي , (PolyVinil Choloride ) يا PVC با K-Value حدود ??مي باشد . پي وي سي يا پلي وينيل کلرايد يکي از قديمي‌ترين و پر مصرف ‌ترين انواع پليمرها در جهان است که از پليمريزاسيون مونومر وينيل کلرايد (VCM) بدست مي‌آيد و تقريبا ??% از ترکيب پروفيلهاي UPVC را تشکيل مي دهد.

 پي وي سي ترکيبي از مشتقات نفت خام و گاز کلر مي باشد که طي فرآيند پليمريزاسيون توليد مي شود. در فرآيند پليمريزاسيون پيوند دوگانه بين کربن- کربن شکسته مي‌شود و از اتصال مونومرهاي وينيل کلرايد به يکديگر پليمر پي وي سي تشکيل مي‌گردد.

اين ماده در دو نوع امولسيون و سوسپانسون توليد مي گردد که نوع سوسپانسيون، به دو گروه سخت و نرم تقسيم مي شود. نوع سخت داراي K- Value يا شاخص وزن ملکولي 67 – 65 و نوع نرم آن بين 71 – 68 است.

پي وي سي نوع سخت به دليل ميزان کم جذب مواد نرم کننده (DOP) به نوع Unplastisized معروف است .

منظور از UPVC  همان پلي وينيل کلرايد غير پلاستيک شده است Normal 0 false false false EN-US X-NONE FA يعني

Unplasticized Poly Vinyl Chloride

اين ماده خواص فيزيکي متفاوتي را نسيت به پي وي سي دارا مي باشد.

در فرآيند توليد UPVC براي بالا بردن کيفيت محصول نهايي مواد افزودني خاصي به پودر پي وي سي (پلي وينيل کلرايد) افزوده مي شود که باعث ايجاد خواص جامد در آن مي شود اين افزودني ها از قرار زيرند :

1- ضربه گيرها (Impact Modifier)

ضربه گيرها يا مقاومت دهنده ها باعث ايجاد خواص مکانيکي در محصول مي گردند و مقاومت يو پي وي سي را در برابر ضربه و چکش خاري افزايش داده و باعث افزايش انعطاف پذيري آن مي گردند.

2- تثبيت کننده ها يا مواد ضد احتراق (Heat Stabilizers)

ثبات دهنده يا Stabilizer باعث ايجاد مقاومت در برابر حرارت در پروسه توليد (اکستروژن) و همچنين مقاومت محصول نهايي در برابر حرارت محيط مي گردد . تثبيت کننده هاي حرارتي مقاومت پروفيل را در مقابل حرارت افزايش داده باعث جلوگيري از آسيب ديدن درب وپنجره ها در مجاورت هواي آزاد وحرارت حاصل از تابش خورشيد مي گردند. تثبيت کننده هاي رنگي از تعقييرات رنگ وخراب شدن پروفيل در مقابل اشعه ماورا بنفش UV جلوگيري مي کند.

3- پر کننده ها (Fillers)

فيلرها نيز بمنظور افزايش خواص مکانيکي و همچنين کاهش قيمت تمام شده محصول استفاده مي شوند. کربنات کلسيم (CaCO3) يکي از رايج ترين فيلرهاي قابل استفاده در اين صنعت مي باشد که دانه بندي و همچنين پوشش دار بودن (Coated) آن بايد رعايت شود.معادن کربنات کلسيم به وفور در ايران وجود دارد و شرکت هاي مختلف در استخراج و دانه بندي آن فعاليت مي کنند البته اندازه دانه بندي شرکت هاي ايراني به دقت دانه بندي شرکت هاي خارجي نمي باشد و عموما مش بندي ها واقعي نمي باشند .

فيلرها مقاومت ، الاستيسيته ، چروکيدگي وساير خواص محصول نهايي را تحت تاثير قرارميدهند .

4- کمک کننده ها (Processiny Aids)

کمک فرايندها بمنظور تسهيل در ذوب وشکل دهي مواد بکار ميروند .

5- روان کننده هاي داخلي و خارجي (Internal & External Lubricants)

روانسازها يا Lubricants جهت کمک به جريان مواد در قالب حين عمليات اکستروژن و همچين جهت ايجاد سطح صيقلي وشفاف در پروفيل توليد شده بکار برده مي شود .

6- رنگ هاي صنعتي (Pigment)

رنگ دانه ها جزئي از ترکيب محصول هستند که باعث ايجاد تنوع در مصول نهايي مي شوند . رنگ دانه دي اکسيد تيتانيوم (TiO2) باعث ايجاد مقاومت در برابر رنگ پريدگي در اثر اشعه UV خورشيد مي گردد و نقش مهمي را در پروفيلهاي يوپي وي سي ايجاد مي کند . دي اکسيد تيتانيوم علاوه بر باز تابش اشعه ماوراي بنفش باعث تنظيم شفافيت رنگ پروفيل نيز مي گردد.

به ترموپلاست جديد بوجود آمده که ترکيب جديدي از ماده اوليه PVC است ؛ به علت خواص فيزيکي متفاوت اصطلاحا يک ماده غير پلاستيک اطلاق مي شود.

عدم وجود هر يک ازافزودني ها و يا تغيير ميزان بکار رفته در فرمولاسيون , مي تواند خواص محصول نهايي توليد شده را بشدت تحت تاثير قراردهد.

رزين  (پودر) پي وي سي (پلي وينيل کلرايد) که در اين صنعت قابل استفاده مي باشد، رزين نوع S و با گريدهاي (K Value) بين 64 تا 68 قابل استفاده مي باشد. هر چه شماره گريد بالاتر باشد، ميزان مقاومت مولکولي محصول نهايي بالاتر بوده و براي استفاده بعنوان يک جز از مصالح ساختماني بهتر است. اين محصول با گريد 65 در پتروشيمي بندر امام ايران توليد مي گردد و در اختيار توليد کنندگان قرار مي گيرد . اما نوع وارداتي آن هم وجود دارد.

شکل فيزيکي  پي وي سي به صورت پودر سفيد بوده و نوع دانه بندي آن بسته به روش پليمريزاسيون متفاوت است.

درجه پليمريزاسيون پي وي سي بسته به مدت زمان فرايند آن تغيير مي‌کند و هر چه زمان پليمريزاسيون بيشتر شود، طول زنجيرها‌ي پليمر بلندتر مي‌گردد. براي نمايش درجه پليمريزاسيون از شاخصي به نام K-Value استفاده مي‌گردد که رابطه اين شاخص با درجه پليمريزاسيون به شرح جدول زير است:

PVC Degree of Polymerization

K-Value DP

50 ± 500 53

50 ± 700 57

50 ± 730 58

50 ± 800 60

50 ± 1000 65

50 ± 1050 67

50 ± 1250 70

پليمريزاسيون PVC :

روش‌هاي زيادي براي پليمريزاسيون PVC وجود دارند که دو روش اصلي آن عبارتند از:

1- پليمريزاسيون سوسپانسيوني :Suspension Polymerization

2 -پليمريزاسيون امولسيوني :Emulsion Polymerization

در هر دو روش فوق، از فرايند نيمه مداوم استفاده مي‌شود که طي آن رآکتورها با منومر VCM، مواد افزودني، کاتاليست و آب تغذيه مي شوند. فرايند پليمريزاسيون در محيط آبي صورت مي‌گيرد.

اختلاف بين اين دو روش در سايز و خواص دانه‌هاي حاصله مي‌باشد بنابرين روش توليد بر اساس کابرد نهايي انتخاب مي‌شود.

در انتهاي واکنش رآکتورها تخليه مي‌شوند و مخلوط آب و PVC از منومر جدا مي‌شوند. سپس توسط عمليات سانتريفوژ آب را از PVCجدا کرده و آنرا خشک، دانه بندي و بسته‌بندي مي‌کنند.

با ترکيب PVC مناسب با افزودنيهاي ديگر، طي فرايند اکستروژن پروفيلهاي UPVC توليد مي گردند .

سبکي وزن، خمش پذيري، عدم اشتعال، عايق بودن در مقابل حرارت و الکتريسيته ، مقاومت در برابر مواد شيميايي و بيولوژيک، قابليت تبديل به سطوح سيقلي، قابليت تلفيق با مواد افزودني مختلف و بالاخره انعطاف پذيري در به کاربردن طرح هاي متعدد، پليمر مزبور را به يک نوع ترموپلاست مدرن که مناسب ترين جايگزين براي آلياژهاي فلزي و غير فلزي در صنعت در و پنجره سازي است تبديل نموده است .

اکسترودر

Posted by roueen in اکسترودر تک مارپیچ on June 20, 2015 with Comments Off on اکسترودر

اکسترودر

نام انگلیسی: Extruder

اکستروژن یکی از روش های شکل دهی است که برای کاهش ضخامت یا سطح مقطح مواد به کار میرود. اکستروژن روشی بسیار انعطاف پذیری است و با استفاده از حدیده مناسب می توان طیف وسیعی از تولیدات را تهیه کرد. به عنوان مثال: تولید دانه گونه Granule production، تولید پروفیل Profile production، تولید ورقه های بسیار نازک به طریقه دمشی Film blowing، قالبگیری دمشی Blow Molding.اکسترودر یعنی مجموعه محفظه و ماردون که می توان به عنوان بدنه و واحد اصلی تولید قطعاتی با اشکال مختلف به کاربرد. اکسترودرها به دودسته اکسترودر تک ماردونهواکسترودر دو ماردونه تقسیم بندی می شوند. اکسترودر ماردونه سه قسمت مجزا دارد ناحیه تغذیه Feed Zone. ناحیه تراکم و فشردگی Compression Zone و ناحیه اندازه گیری و سنجش.
یکی از مهمترین ویژگی پلیمرها و به ویژه پلاستیک ها سهولت شکل پذیری آنهاست . در بعضی حالات، قطعات نیمه کاملی نظیر ورقه ها یا میله های تولید شده، متعاقباً با استفاده از روشهای متداول ساخت، مانند جوشکاری یا ماشین کاری به قطعه نهایی تبدیل می شود. اما در بسیاری مواقع، قطعه نهایی، علیرغم برخورداری از شکلی کاملاً پیچیده، طی یک مرحله تولید می شود. عملیات حرارت دادن، شکل دادن و خنک کردن ممکن است( مانند تولید لوله به روش اکستروژن) به دنبال یکدیگر و بدون وقفه (Continuous) انجام شود و یا ممکن است طی مراحلی ناپیوسته، زمانگیر و تکرار شونده( مثل عملیات تولید تلفن خانگی به روش قالبگیری تزریقی) صورت پذیرد که در اکثر موارد، فرایند به طور خودکار انجام شده برای تولید انبوه بسیار مناسب است . طیف وسیعی از روشهای شکل دهی برای پلاستیک ها و پلیمرهای شکل پذیر کاربرد دارد. در بسیاری از حالات انتخاب روش به چگونگی شکل نهایی قطعه و گرما نرم یا گرما سخت بودن ماردون بستگی دارد . بنابراین در عملیات طراحی، آگاهی طراح از روش های متنوع شکل دهی، حائز اهمیت است زیرا اشکال ناجور و نامناسب قطعه و یا مسائل جزئی کار طراحی، ممکن است محدودیت هایی در انتخاب روش قالبگیری برای طراح ایجاد کند. دسته بندی اکسترودرهای متداول این دسته بندی شامل گونه های زیر می شود.

اکسترودر تک ماردونه
نام انگلیسی: One Screw Extruder
یکی از متداولترین روشهای شکل دهی پلاستیک ها، اکستروژن است که از یک ماردون در داخل محفظه ای تشکیل شده است. پلاستیک ها معمولاً به صورت دانه ای شکل یا خاکه نرم از قیف به ماردونه تغذیه می شود . آنگاه در حال حمل به وسیله ماردون در طول محفظه، در اثر هدایت حرارت از طرف گرم کننده های محفظه (Barrel Heaters) و برش ناشی از حرکت بر روی لبه های ماردون گرم می شود . عمق معبر (Channel-Depth) در طول ماردون کاهش یافته موجب فشرده شدن مواد می شود . در انتهای محفظه اکسترودر، مذاب با عبور از حدیده ای به شکل مورد نظربرای محصول نهایی در می آید.همانطورکه بعدا خواهیم دید، به دلیل امکان استفاده از حدیده های مختلف، اکسترودر یعنی مجموعه محفظه و ماردون را می توان به عنوان بدنه و واحد اصلی تولید قطعاتی با اشکال مختلف به کاربرد اکسترودر ماردونه سه قسمت مجزا دارد:

الف) ناحیه تغذیه (Feed Zone): کار این ناحیه، دادن گرمای اولیه به پلاستیک و انتقال آن به نواحی بعدی است . طراحی این ناحیه حائز اهمیت است. زیرا عمق ثابت ماردون طوری انتخاب شود که مواد لازم و کافی را به ناحیه اندازه گیری (Metering Zone) تغذیه کند؛ به طوری که نه دچار گرسنگی شود و نه در اثر زیاد بود ن مواد، لبریز و پس زده شود. طراحی مناسب (Optimum) و متعادل، به طبیعت و شکل مواد تغذیه شونده (Feedstock) ،شکل هندسی (Geometry) ماردون و خواص اصطکاکی پلاستیک نسبت به ماردون و محفظه بستکی دارد . رفتار اصطکاکی مواد تغذیه شده، تاثیر قابل توجهی بر آهنگ ذوب شدن مواددارد.

ب) ناحیه تراکم و فشردگی (Compression Zone): در این ناحیه، عمق ماردونه به تدریج کاهش می یابد که موجب متراکم شدن و فشردگی پلاستیک می شود. این فشردگی دو نقش عمده ایفا می کند؛ یکی آنکه هوای محبوش در داخل مواد را به ناحیه تغذیه می راند و دیگر آنکه انتقال حرارت را با کاهش دادن ضخامت مواد بهبود می بخشد.

ج) ناحیه اندازه گیری و سنجش: در این ناحیه، عمق ماردونه یکسان و ثابت، اما بسیار کمتر از عمق ناحیه تغذیه است. در این ناحیه، مذاب به صورت همگون و یکنواخت در می آید به طوری که با آهنگ ثابتی، در درجه حرارت و فشار یکسان و ثابت، به حدیده تغذیه می شود. این ناحیه به سهولت و سادگی تحلیل و ارزیابی می شود؛ زیرا مشتمل بر جریان مذاب گرانروان در داخل مجرایی با عمق و ابعاد ثابت است.
طول نواحی سه گانه ماردون خاص، بستگی به ماده ای دارد که تحت اکستروژن قرار می گیرد . برای نمونه نایلون خیلی سریع ذوب می شود، به طوری که تراکم و فشردگی مذاب در طول یک گام از ماردون نیز قابل تامین است. اما پلی وینیل کلراید، به حرارت بسیار حساس است و لذا طول ناحیه فشردگی برای آن برابر با طول ماردون است. از آنجا که پلاستیک ها دارای گرانروی های متفاوت هستند، رفتار آنها در خلال اکستروژن نیز متفاوت است.

آهنگ وزنی خروجی واقعی 25 % با آنچه نشان داده شده اختلاف نشان می دهد که بستگی به دما، سرعت ماردون و غیره دارد. در اکسترودرهای تجاری، نواحی اضافی برای بهبود کیفیت محصول به ماردون افزوده می شود. به عنوان نمونه، ناحیه اختلاطی (Mixing Zone) مشتمل بر پلکان هایی (Flights) با گام کمتر یا معکوس، به منظور کسب اطمینان از یکنواختی مذاب و کافی بودن آن در منطقه اندازه گیری، استفاده می شود .
برخی از اکسترودرها ناحیه هواگیری(منفذ خروج هوا) وجود دارد. وجود این ناحیه به این دلیل است که برخی پلاستیک ها جاذب رطوبت(Hygroscopic)  هستند یعنی از محیط اطراف خود رطوبت جذب می کنند و اگر به همین صورت مرطوب در اکسترودر فاقد ناحیه هواگیری استفاده شوند، کیفیت محصول نهایی خوب نیست؛ زیرا در داخل مذاب، بخار آب محبوس می شود . برای رفع این مشکل راه حل آن است که مواد تغذیه شونده به اکسترودر را قبلاً خشک کنیم. این روش گران و پر هزینه است و امکان آلودگی نیز در مواد ایجاد می کند. روش دوم، استفاده از محفظه های منفذدار (Vented Barrels) است . در اولین قسمت ماردون، مواد که به صورت دانه بندی است، پس از ورود ذوب شده، سپس به طریق معمول فشرده و همگن می شود. آنگاه با ورود به ناحیه غیر فشردگی (Decompression-Zone) ،فشار مذاب به محیط کاهش می یابد؛ این عمل، امکان خروج و گریز بخار و سایر مواد فرار از داخل مذاب را از طریق منفذ تعبیه شده در بدنه اکسترودر فراهم می کند. آنگاه مذاب در طول محفظه به ناحیه دوم فشردگی هدایت می شود تا از محبوس شدن هوا در مذاب ممانعت به عمل آید. دلیل دفع بخار این است که در دمایی برابر با 250 درجه سانتیگراد، بخار آب موجود در پلاستیک مذاب دارای فشاری برابر 4 MN/m2 است که موجب خروج آسان آن از مذاب و گریز از منفذ خروج می شود . توجه کنید که چون فشار محیط تقریباً 0.1 MN/m2 است، استفاده از مکش خلاء (Vacuum) در منفذ خروجی، اثر ناچیزی در خروج بخار و مواد فرار دارد. یکی دیگر از اجزای مهم اکسترودر، صافی (Gauze Filter) پس از ماردون و پیش از حدیده است. این صافی به صورت کاملاً موثری هرگونه مواد ناهمگون و ناخالص یها را از مذاب جدا می کند . عدم وجود آن حتی ممکن است موجب انسداد حدیده گردد. این صفحات صاف و غربال کننده معمولاً مذاب را تا مقیاس 120 تا 150 mصاف و تصفیه می کنند. اما شواهد موجود نشان می دهد که ذراتی کوچکتر از مقیاس فوق، موجب شروع ایجاد ترک های مویین در تولیدات پلاستیکی نظیر لوله های تحت فشار پلی اتیلنی می شود . برای چنین مواردی صافی های بسیار ظریفی در مقیاس 45 mبه کار می رود که به گونه ای موثر و جالب توجه، کیفیت و عمر مفید محصول را بهبود می بخشد. از آنجا که این صافی های ظریف آسیب پذیر است، توسط صفحه سرعت شکنی (Breaker plate) هدایت می شود. این صفحه تعداد زیادی سوراخهای مماس بر یکدیگر و بسیار تنگاتنگ دارد که بدون اینکه به ذرات جامد سوخته (Dead-Spots) احتمالی همراه با مذاب اجازه ورود دهد، مذاب را عبور می دهد. این صفحه سرعت شکن همچنین جریان مذابی را که پس از خروج به صورت حلزونی در آمده است خطی می کند. چون منافذ این صافی های ظریف به تدریج بسته می شود، پی در پی باز شده، تعویض می شود . در بسیاری از اکسترودرهای پیشرفته با صافی های ظریف، کار تعویض آنها بدون نیاز به توقف اکسترودر صورت می گیرد . همچنین باید خاطر نشان کنیم که اگرچه این وظیفه اصلی صفحه سرعت شکن و صاف نیست؛ اما به ایجاد فشار معکوسی که موجب بهبود اختلاط مذاب می شود کمک می کند. چون فشار در حدیده حائز اهمیت است، شیری (valve) پس از صفحه سرعت شکن در اکسترودر وجود دارد که امکان تنظیم لازم را فراهم می آورد. چگونگی جریان (Mechanism of flow) پلاستیگ با حرکت در طول ماردون به صورت زیر ذوب می شود. نخست لایه نازکی (Thin Film) از ماده مذاب در جداره محفظه تشکیل می شود. با چرخش ماردون این لایه از جداره محفظه کنده شده به قسمت جلوی پیکان ماردون انتقال می یابد و وقتی که به سطح خود ماردون (Core of screw) می رسد، دوباره به طرف بالا جاروب می شود. بدین ترتیب حرکت چرخشی در جلوی پیکان ماردون(پیشانی ماردون) به وجود می آید . در آغاز، پلکان ماردون حاوی دانه های جامد است که در اثر حرکت چرخشی به داخل حوضچه مذاب جاروب می شود. با استمرار چرخش ماردون، مواد بیشتری به داخل حوضچه مذاب ریخته می شود. تا اینکه در نهایت فقط مواد مذاب است که پلکانهای ماردون اکسترودر وجود دارد. در اثنای گردش ماردون در داخل محفظه، حرکت مواد در راستای طول ماردون بستگی به چسبندگی مواد به ماردون یا محفظه دارد. به طور نظری در مرز افراط و تفریط (Extremes) وجود دارد. در یکی فقط مواد به درون ماردون چسبیده است، در نتیجه ماردون و مواد مانند استوانه توپر و جامدی در داخل محفظه می چرخد. در این حالت نامناسب هیچ خروجی وجود ندارد . در حالت دوم، مدار روی ماردون می لغزد و مقاومت زیادی در برابر گردش ماردون در داخل محفظه به وجود می آورد. در این حالت حرکتی در جهت محور دستگاه برای مذاب فراهم می شود که بهترین حالت ممکن است. در عمل، رفتار واقعی، حالتی بین دو واحد است زیرا مواد هم به ماردون و هم به بدنه اکسترودر می چسبد. خروجی مناسب ناشی از به وجود آمدن جریان کشنده و جلو برنده ای (Drag flow) در اثر چرخش ماردون و سکون محفظه است که به حرکت سیال گرانروان بین دو صفحه موازی شباهت دارد که در آن صفحه ای ثابت و صفحه دیگر دارای حرکت است. علاوه بر این، جریان دیگری هم ناشی از اختلاف فشار بین دو انتهای ماردون است وجود دارد وبه این دلیل که حداکثر فشار در انتهای اکسترودر به وجود می آید، جریان فشاری (Pressure flow) خروجی را کاهش می دهد. همچنین به دلیل فاصله (Clearance) که بین پلکانهای ماردون و بدنه اکسترودر وجود دارد اجازه نشتی به مواد در جهت عکس امتداد ماردون داده، به طور موثری خروجی گاز را کاهش می دهد . فرار و گریز مواد به سمت عقب ماردون در حالتی که ماردون فرسوده (Worn) باشد بیشتر است. گرما یا سرمای خارج اکسترودر نیز نقش مهمی در نحوه ذوب شدن مواد ایفا می کند. در اکسترودرهایی که دارای خروجی زیادی هستند، مواد، طول محفظه اکسترودر را سریع می کند. در نتیجه گرمای ذوب شدن کامل در اثر عمل برش تولید می شود و به استفاده از حرارت دهنده های خارجی محفظه اکسترودر نیازی نیست. بنابراین در این حالت اگر گرمای زیادی در مذاب به وجود آمده باشد سرد نگه داشتن محفظه حائز اهمیت است . در برخی مواقع خنک کردن ماردون اکسترودر نیز لازم است که البته اثری بر درجه حرارت مذاب ندارد . اما اثر مالشی(اصطکاکی ) بین پلاستیک و ماردون را کاهش می دهد . در همه اکسترودرها خنک کردن محفظه اکسترودر در ناحیه تغذیه ضروری است و لازم است تا بتوان اطمینان کاملی از تغذیه بدون درد سر مواد به اکسترودر به دست آورد. طبیعت و حالت گرمایی مذاب در اکسترودر با دو حالت ترمودینامیکی مقایسه می شود. اولی حالت بی دررو(Adiabatic) است؛ به این مفهوم که سیستم کاملاً مجزا از محیط خارج است و هیچ جذب و دفع حرارتی در آن رخ نمی دهد. اگر این حالت مطلوب در اکسترودر حاکم نباشد، فقط مقداری کار لازم است روی مذاب انجام شود تا گرمای معین تولید کند که به ازاء آن هیچ ضرورتی به گرم یا سرد کردن دستگاه نباشد . حالت مطلوب دوم، به همدما (Isothermal) موسوم است که در این حالت، درجه حرارت در تمام نقاط مذاب یکسان است و در نتیجه محفظه به گرم کردن و سرد کردن مستمر و دائمی برای جبران هرگونه اتلاف یا اخذ حرارت از مذاب برای ثابت ماندن دما نیاز دارد. در عمل، عملیات حرارتی در اکسترودرها بین دو حالت مرزی فوق قرار دارد. اکسترودرها ممکن است بدون هیچ حرارت دهنده یا سرد کننده خارجی کار کنند. لیکن در واقع در این صورت بی در رو نیست؛ زیرا اتلاف حرارت به وقوع می پیوندد. از طرف دیگر با حالت همدما در تمام طول اکسترودر مواجه نیستیم زیرا دانه های جامد نسبتاً سردی به اکسترودر تغذیه می شود . اما برخی از نواحی اکسترودر ممکن است خیلی نزدیک به حالت همدما باشد. معمولاً ناحیه انداره گیری در بحث و تحلیل همدما در نظر گرفته می شود. در حالت کلی: جریان خروجی از اکسترودر را برآیند سه مولف می دانیم جریان جلو برنده و کشنده جریان فشاری جریان نشتی (Leakage flow)

اکسترودر دو ماردونه
نام انگلیسی: Two Screw Extruder
مشخصه های عمومی اکسترودر دوماردونه در سالهای اخیر استفاده از اکسترودرهای دوماردونه که در داخل محفظه داغ اکسترودر حرکت چرخشی دارد، افزایش یافته است. این دستگاه ها در مقایسه با اکسترودرهای تک ماردونه تفاوتهایی در آهنگ خروجی، بازده اختلاط، حرارت تولید شده و نظایر آن نشان می دهد . خروجی اکسترودر دوماردونه معمولاً سه برابر اکسترودر تک ماردونه ای با همان قطر و سرعت است. اگرچه اصطلاح ماردون دوقلو اصطلاحی بین المللی برای اکسترودرهای دو ماردونه است؛ اما دو ماردون لزوماً یکسان نیستند. در واقع انواع گوناگونی از این دستگاه موجود است . برخی از آنها را که دارای ماردون هایی با گردش در جهت مخالف یا موافق یکدیگر است نشان می دهد و به علاوه ماردونها ممکن است به صورت جفت شده (Conjugated) یا جفت نشده (Non-Conjugated) باشند. در حالت جفت نشده، بین پلکان های ماردون فضای خالی وجود دارد که امکان حضور مواد را نیز فراهم می کند. در اکسترودر دو ماردونه ای با جهت چرخش مخالف یکدیگر، مواد دچار برش و فشردگی می شوند(نظیر آنچه در غلتکرانی رخ می دهد) یعنی مواد بین غلتک هایی با جهت چرخش متفاوت، فشرده می شود . دراکسترودر حاوی دو ماردون با جهت چرخش یکسان، مواد از یک ماردون به دیگری منتقل می شود. این گونه آرایش برای مواد حساس به حرارت کاملاً مناسب است؛ زیرا مواد در اکسترودر به سرعت منتقل می شود بدون اینکه کمترین احتمال ماندگار شدن موضعی (Entrapment) مواد وجود داشته باشد. حرکت مواد در اطراف ماردون های جفت نشده کمتر(کندتر) است ولی نیروی جلوبرنده (Propulsive) بزرگتر است.

روش های شکل دهی با استفاده از اکسترودر
اکستروژن روشی بسیار انعطاف پذیری است و با استفاده از حدیده مناسب می توان طیف وسیعی از تولیدات را تهیه کرد. برخی از این روش های بسیار متداول را در اینجا ذکر می کنیم:
– تولید دانه گونه (Granule production)
– تولید پروفیل (Profile production)
– تولید ورقه های بسیار نازک به طریقه دمشی (Film blowing)
– قالبگیری دمشی (Blow Molting)

خط پروفیل اکسترودر اتریشی

خط پروفیل اکسترودر اتریشی

خط پروفیل اکسترودر اتریشی

خط پروفیل اکسترودر اتریشی

خط پروفیل اکسترودر اتریشی

خط پروفیل اکسترودر اتریشی

گيربکس – کاربرد گيربکس – گيربکس چیست ؟

Posted by roueen in اکسترودر تک مارپیچ on June 19, 2015 with Comments Off on گيربکس – کاربرد گيربکس – گيربکس چیست ؟

گيربکس – کاربرد گيربکس گيربکس چیست ؟

تعريف گيربکس : گيربکس ماشيني است که براي انتقال توان مکانيکي از يک منبع توليد توان به يک مصرف کننده و هچنين برآورده ساختن گشتاور و سرعت دوراني مورد نياز مصرف کننده به کار مي رود.  گيربکس درواقع يک واسطه بين منبع توان و مصرف کننده توان مي باشد که بين منبع توان و مصرف کننده توان يک انعطاف پذيري بر قرار ميکند.
به دليل هماهنگ بودن گشتاور و سرعت دوراني منبع توليد توان با مصرف کننده نياز به ماشيني که بتواند اين هماهنگي را به صورت يک واسطه برقرار کند امري ضروري به نظر مي رسد دستگاهي که اين خواسته را ميتواند تامين کند گيربکس نام دارد.
منبع توليد توان مهم نيست که با چه نوع سوخت يا منابع انرژي توان را توليد ميکند بلکه اين مهم است که در شفت ورودي به گيربکس توان توليد شده را به صورت گشتاور به گيربکس منتقل کند دستگاههايي که ميتوانند توان مورد نياز  گيربکس را تامين کنند شامل:

موتورهاي الکتريکي – موتورهاي ديزل – موتورهاي بنزيني – موتورماي گاز سوز- توربين هاي بخار – توربين هاي گازي – توربين هاي آبي – توربين هاي بادي – موتورهاي جت – و منابع توليد تواني که انرژي خود را از خورشيد تامين ميکنند مي باشند.

مصرف کننده ميتواند هر نوع ماشيني باشد فقط کافي است که مصرف کننده بتواند توان خروجي از گيربکس را بصورت گشتاور دريافت کند. به عنوان مثال ميتوان به موارد زير اشاره کرد:

خودروها- پمپها- هليکوپترها- هواپيماها- کشتي ها – ماشين هاي تراش و…

در دستگاه هايي که براي آ نها تنوع سرعت اهميت ندارد بلکه افزايش سرعت و کاهش گشتاور يا کاهش سرعت و افزايش گشتاور اهميت دارد از گيربکسی که بتواند اين کاهش يا افزايش گشتاور را در يک مرحله يا چند مرحله انجام دهد استفاده مي کنيم اين نوع ازگيربکس ها ، گيربکس تک سرعته نام دارند مثلا گيربکسی که در بعضي از انواع آسانسوربه کار ميرود.
در بعضي از ماشين آلات و دستگاههايي که در حين کار نياز به افزايش يا کاهش سرعت دوراني داريم نياز به تنوع سرعت نيز داريم مثلا خودروها وقتي از سر بالايي ميخواهند بالا روند بيشتر به گشتاور بالاتر نياز دارند تا سرعت بيشتر تا بتوانند از سر بالايي بالا روند و وقتي که در اتوبان ها حرکت ميکنند بيشتر نياز به سرعت بيشتر دارند تا گشتاور بالا لذا براي تامين اين تنوع سرعت و گشتاور ازگيربکسی که بتواند اين تنوع را برآورده سازد استفاده مي شود. به اين نوع از گيربکس ها که مي توانند اين تنوع سرعت و گشتاور مورد نياز را براورده سازند گيربکس چند سرعته گفته مي شود. کاربرد گيربکس در زندگي انسان از زمان اختراع چرخ و قرقره تا به امروز که به اوج شکوفايي صنعتي رسيده بسيار مهم و جزو لاينفک صنعت مي باشد.

انواع پلیمرها

Posted by roueen in مواد اولیه on June 19, 2015 with Comments Off on انواع پلیمرها

انواع پلیمرها

انواع پلیمرها : پلیمرهـای طبیعی نظیرخانواده سلولزی ها ( پنبه ، کتان ، کاغذ ، چوب و ……… ) ، پروتئین ها ( پشم ، ابریشم ، چرم و ………..

پلی سیلیکات ها تقسیم می شوند .

پلیمرهای مصنوعی ساخت دست بشر که اکثریت مطلق مواد پلیمری را تشکیل می دهند ( پلاستیک ها ، لاستیک ها ، چسب ها ، رنگ ها ، فوم ها ، کامپوزیت ها ) پلیمرهای بازیابی شده که منشاء طبیعی داشته و برخی عوامل روی آن استخلاف شده اند نظیر نیترات سلولز ،

پلاستیک: پلاستیک ها موادی هستند مصنوعی ، که از ملکول های بزرگ و سنگین تشکیل شده اند و می توان آنها را تحت فشار و حرارت قالب گیری نمود,,خصوصیت دیگر پلاستیک این است که برخلاف لاستیکها در برابر نیروی وارده مقاومت نشان می دهد. .

لاستیک: یک لاستیک در مقابل نیروی کم تغییر شکل زیادی داده و حداقل تا ۳۰۰% طول آن در دمای محیط افزایش می یابد و زمانی که تنش قطع می گردد به حالت اولیه خود بر می گردد.

کامپوزیت: موادی هستند که از دو سازندة کاملاً متفاوت از نظر خوّاص مکانیکی ، همچنین با درصدهای وزنی بالا تشکیل شده اند که در نهایت موجب بهبود و ارتقاء خواص محصول می شوند .

هدف از ساخت یک کامپوزیت تقویت فاز ضعیف ( مثل پلی استر ) و تبدیل آن به یک مادة مرکب مستحکم (مانند فایبرگلاس) با استفاده از یک تقویت کننده مکانیکی ( الیاف شیشه ) است .

رنگ: موادی پوشش دهنده هستند که نقش تزئین و حفاظت از سطح قطعه را بعهده دارند.

پوشش های آلی عموماً از اختلاط چهار جزء مهم رزین، رنگدانه، حلاّل و مواد افزودنی بدست می آیند.

در صنعت رنگ سازی اساس کار پخش رنگدانه در رزین می باشد، ذرات رنگدانه بایستی به صورت یکنواخت در محیط پخش شوند.

پایة اصلی پوشش آلی را رزین تشکیل می دهد، انتخاب نوع پوشش از روی نوع رزین انجام می پذیرد. رزین وظایف عمده ای را بعهده دارد، ایجاد فیلم روی سطح مورد نظر از وظایف اصلی رزین است، رزین بوسیلة این خاصیت قادر خواهد بود سطح زیرین را از محیط اطراف جدا کند.

معمولاً رزین به صورت مایع روی سطح پهن شده و با انجام یک یا چند واکنش پلیمریزاسیون جامد می شود. با اینکه رزین مایع خود ساختمان پلیمری دارد ولی سطح پلیمریزه شده و جرم ملکولی آن بالاتر می رود.

مهمترین رزین ها عبارتند از :

رزین های پلی استر ، رزین های پلی اتر ، رزین های پلی اورتان ، رزین های پلی وینیلی ، رزین های اکریلیک .

رنگدانه ها :

ذرّات جامدی هستند که برای بوجود آوردن خصوصیات معینی در رنگ پراکنده می شوند.

این خصوصیات عبارتند از : رنگ ظاهری ، پوشانندگی ، دوام ، استحکام مکانیکی و محافظت از سطوح فلزی در برابر خوردگی.

چسب:

فوم:موادی جامد هستند که توسط یک گاز منبسط شده و حاوی تعداد بسیار زیادی حفره ( Cell) با شکل و اندازه یکسان می باشند .

فوم های پلیمری را به صور مختلف طبقه بندی می کنند ، یکی از مهمترین این دسته بندی ها بر مبنای دمای عبور شیشه ای (Tg 1 ) استوار گشته است :

الف : فوم های نرم و انعطاف پذیر ب : فوم های سخت

از خصوصیت مهم فومها عایق صدا و الکتریسیته بودن و ضربه وهمچنین سبکی زیاد آن است.

الیاف:در صنعت نساجی استفاده می شوند.از نظر خصوصیت مکانیکی بر خلاف لاستیکها در برابر نیرو طولش افزوده نمی گردد و قابلیت بلوری شدن هم دارد.

پلی اتیلن

پرمصرفترین پلاستیک دنیا

پلی اتیلن پرمصرفترین پلیمر در دنیا از دسته ترموپلاستیک ها و متعلق به خانواده پلی اولفین هاست و نمایان گر بزرگترین گروه از ضایعات پلاستیکی می باشد.این پلیمر کاربرد فروانی در صنعت بسته بندی دارد.برای مثال کیسه ها و دبه ها, بطری های شیر, قاشقهای پلاستیکی در آشپزخانه را می توان نام برد.خواص PE به طور گسترده ای به درجه شاخه ای بودن زنجیر آن بستگی دارد.

نحوه تولید گریدهای اصلی پلی اتیلن

PE در دو شکل اصلی به نام های پلی اتیلن با چگالی بالا(HDPE) و پلی اتیلن با چگالی پایین (LDPE) موجود می باشد.این پلیمر از طریق پلیمریزاسیون رادیکالی اتیلن تولید میشود. برای رسیدن به جرم مولکولی بالا به دلیل تبخیر بالای مونومر ͵واکنش را در فشار بالا (atm 1500-1300) و دمای بالا ( C° ۳۰۰-۸۰) نگه میدارند. در این شرایط سخت پلیمر حاصله یک پلیمر با درجه بالایی از زنجیرهای  شاخه ای کوتاه و بلند است که کریستالیتی را تا حدود ۵۰% محدود میکند و سبب یک گستره ذوب نسبتا پهن میگردد.HDPE با استفاده از کاتالیست فیلیپس و یا زیگلر_ناتا تولید میشود و و این پلیمر خطی تر و درجه کریستالیتی بالاتری از LDPE دارد.

پلی پروپیلن PP

پلی پروپیلن (PP) دومین ترموپلاستیک پرمصرف از خانواده پلی اولفین هاست. در مقایسه با PE با چگالی کم و زیاد ͵PPدارای استحکام ضربه ای کمتر ولی دمای کاربری بالاتر و استحکام کششی بیشتر است .پلی پروپیلن یک از پلیمرهای با کارآیی متنوع است که در تولید قطعات مختلف پلاستیکی͵ صنعت خودرو (تزئینات داخلی͵ پروانه ها)  و هم چنین در صنعت الیاف (جمن های مصنوعی طناب ضد پوسیدگی) کاربرد دارد.

تولیدPP:

پلی پروپیلن عمدتا توسط فرآیند پلیمریزاسیونی که نظم فضایی در آن مهم است͵برای به دست آوردن ساختار زنجیره ای با نظم بالاتر تولید میشود. تجاری ترین و مهم ترین نوع PP͵PPایزوتاکتیکاست.این پلیمر در دمای پایین  و با استفاده از کاتالیزور زیگلر_ناتا تولید میشود. در این روش ۹۰% پلیمر حاصله  به فرم ایزوتاکتیک و به همراه واحدهای تکرار شونده با آرایش سر به دم است .روش های تولید گوناگونی  از جمله پلیمرزاسیون حلالی به وسیله فرآیند حلالی و پلیمرزاسیون فاز گاز مورد استفاده است. در ساختار PP ایزوتاکتیک  واحدهای مونومری با گروه های متیلی با آرایش سر به دم متصل شده و همگی در یک طرف زنجیر اصلی قرار دارند  با استفاده از کاتالیست های متالوسن جدید  تولید گونه های مختلف PP از جمله : ایزوتاکتیک ͵سیندیوتاکتیک͵ اتاکتیک و نیمه_ایزواتاکتیک میسر میشود.ساختار نیمه_ایزواتکتیک ساختاری است که در آن هر گروه متیل دیگری در جایگاه ایزو تاکتیت قرار میگیرد و گروه های متیلی باقی مانده به صورت تصادفی جایگیری میکنند .

لوله پلی اتیلن جهت مصارف گازرسانی

Posted by roueen in اکسترودر تک مارپیچ on June 18, 2015 with Comments Off on لوله پلی اتیلن جهت مصارف گازرسانی

لوله پلی اتیلن جهت مصارف گازرسانی

 

لوله و اتصالات پلی اتیلن برای مصارف گازرسانی باعث کاهش هزینه و زمان اجرای پروژه های گازرسانی در سطح کشور شده است.

آغاز استفاده از لوله‌هاي پلاستيکي تحت فشار، از اوايل سال 1950 ميلادي بوده است. از جمله کاربري‌هاي اين لوله‌ها، انتقال آب، مواد شيميايي، سيالات خنک کننده و گرم کننده، گازها، هواي فشرده و سيستم‌هاي آتش نشانی، چه در روي زمين و چه در زير زمين است.يکي از اولين موارد کاربرد پلي اتیلن (با دانسيته متوسط) در زمينه انتقال گاز بوده است كه از سال 1960 ميلادي مورد استفاده قرار گرفته است. در حال حاضر بيش از 90% خطوط انتقال گاز ايالات متحده و کانادا از مواد پلاستیکی است که 99% آن نيز از جنس پلي اتیلن است. لوله های پلي اتیلن در شبکه هاي انتقال گاز نه تنها در آمريکاي شمالي، بلکه در سرتاسر جهان استفاده مي‌شوند.

مزاياي استفاده از لوله های پلي اتیلن گازي :

1- قابلیت اتصال آسان
لوله پلي اتیلن قادر به اتصال جوشي است, به طوري که اتصالات به وجود آمده نه تنها به استحکام خود لوله هستند، بلکه در برخي موارد از خود لوله نيز مستحکم­تر مي­باشند. از آنجاييکه عمده نقطه ضعف خطوط تحت فشار محل اتصالات است، مي‌توان نتيجه گرفت که اتصالات پلي اتیلن در مقايسه با ساير مواد از استحکام مناسب‌تري برخوردارند.

2- قابلیت انعطاف
لوله پلي اتیلن تا حدود 25 برابر قطر لوله قابل خم شدن است. اين مسأله باعث مي‌شود در بسياري از موارد براي تغيير زاويه خط لوله نيازي به استفاده از اتصالات نباشد.از سوي ديگر انعطاف پذيري پلي اتيلن استفاده از آن را در مناطق زلزله خيز توجيه پذيرتر مي‌کند.

3- مزایای نصب
روش‌هاي نصب بي نظيري که به خاطر انعطاف پذيري و اتصالات بدون نشتي لوله های پلي اتیلنی قابل استفاده‌اند، استفاده از اين لوله‌ها را در مقايسه با لوله‌هاي فولادي از نظر اقتصادي و فني توجيه پذير مي‌کند و باعث مي‌شوند مقدار زيادي در هزينه و زمان صرفه جويي شود.

4-  مقاومت در مقابل خوردگي و اثر مواد شيميايي:
لوله پلي اتیلن از مقاومت شيميايي بسيار خوبي برخوردارند و در مقابل ترکيبات فعال گاز و ساير ترکيبات شيميايي بسيار مقاوم مي‌باشند
.

5-  عمر طولاني، دوام و کاهش هزينه ها:
عمر کاري لوله های پلي اتیلن بين 50 تا 100 سال برآورد مي‌شود و اين به معناي کاهش هزينه‌هاي جايگزيني براي طولاني مدت است.از سوي ديگر هزينه كارگزاري ، نصب و نگهداري اين محصول نسبت به ساير محصولات بسيار توجيه پذير و پايين مي‌باشد.

استانداردها و آزمون‌ها

آزمون‌هايي که در کنترل کيفي لوله‌هاي مورد استفاده در انتقال گاز انجام مي شوند، به سه گروه تقسيم مي‌شوند:

1- آزمونهاي بعد از توليد (BRT):به آزمون‌هايي مي گويند که قبل از ترخيص هر دسته از توليدات روي آنها انجام مي شود تا از کيفيت توليد اطمينان حاصل شود.
2- آزمونهاي تأييد فرايند (PVT):به آزمون‌هايي اطلاق مي شود که جهت بررسي کيفيت و پيوستگي خط توليد در فواصل زماني خاص بر روي مواد، اجزا و يا مجموعه انجام مي‌شود.

3- آزمونهاي نوعي (TT):به آزمون‌هايي مي‌گويند که براي اثبات احراز تأييديه‌هاي مورد نظر استاندارد در مورد مواد، اجزا و توانايي مجموعه انجام مي‌شود.

خط تولید لوله های پلی پروپیلن – پلی پروپیلن چیست؟

Posted by roueen in اکسترودر تک مارپیچ on June 18, 2015 with Comments Off on خط تولید لوله های پلی پروپیلن – پلی پروپیلن چیست؟

خط تولید لوله های  پلی  پروپیلن – پلی پروپیلن چیست؟

تاریخچه پلی پروپیلن

پلی پروپیلن بواسطه پلیمریزه شدن پروپیلن بوجود آمده است و در مقایسه با دیگر مواد پلاستیکی جدیدا کشف گردیده است. پلی پروپیلن توسط فونتانا در سال 1950 اختراع شده و با یک ساختار نامنظم با وزن مولکولی زیاد مشخص می گردد. پروپیلن موفقیت زیادی در صنعت داشته و ساخته تک آرایشی پلی پروپیلن می باشد که توسط جیولیو ناتا در سال 1954 اختراع شد. پلی پروپیلن در زمان ترتیب یافتن رادیکالهای متیلی در یک طرف زنجیره ، تک آرایشی می باشد. در سال 1957 ، تولید پلی پروپیلن تحت نام تجاری ” موپلن ” ( MOPLEN ) توسط مونتدیسون آغاز گردید. بعد از آن ، تولید و تجارت آن محصول توسط دیگر شرکت های اروپایی ، آمریکایی و ژاپنی شروع شد.

پلی پروپیلن چیست ؟

پلی پروپیلن ( PP ) یکی از چندین مشتقات پروپیلن ( CH3-CH=CH2 ) است. پلیمرها ، بسته به نوع پلیمریزه شدن و کاتالیزور مورد استفاده ، ترکیبی منظم و یا نامنظم را از خود نشان می دهند. وقتی اتمهای پلیمرها ترکیب منظمی مثل پلی پروپیلن تک آرایشی داشته باشند ، پلیمرها براحتی به کریستال ( بلور ) تبدیل می گردند. زمانیکه ترتیب نداشته باشند به کریستال تبدیل نمی شوند. در واقع ،پروپیلن، بسته به ترتیب مولکولهای بزرگ خود ، انواع مختلف با کاربردهای گوناگون دارند. ویژگیهای آنها تحت تاثیر ساختار آنها بر زنجیره مولکولی و وزن مولکولی آنها می باشند. پلیمرهای ساختار منظم ( PP تک آرایشی و هم آرایشی ) می توانند کریستالی شده ، در دماهای بالا ذوب نشده و ویژگیهای مکانیکی خوبی از خود نشان دهند. به عبارت دیگر ،پلی پروپیلن های بی آرایش ( ترکیب نامنظم اتم ها ) کریستالی نشده و خصوصیات ارتجاعی دارند که دارای مصارف عملی نمی باشند. در مصارف صنعتی ، فقط پلیمرهای تک آرایشی استفاده می شوند و دیگر گونه ها برای مصرف تجاری تولید نمی گردند.پلی پروپیلن یک پلاستیک قابل انعطاف بوده که براحتی شکل گرفته و می تواند قالب ریزی شود. نام پلاستیک گرمایی برای آن بدلیل شکل گیری و قالب ریزی راحت آن بر اثر حرارت می باشد. پلی پروپیلن با حرارت به پلاستیک تبدیل شده ، و وقتی سرد شود ، جامد می گردد. این خصوصیت آن ، امکان تولید ذرات از طریق تزریق ، روزن رانی و شکل گیری خلائی را برای آن میسر می سازد.

سه نوع پلی پروپیلن :

هوموپلیمر :

این ماده با پلیمریزه شدن پلی پروپیلن بدست می آید.

بلوک (دسته ای ) کوپلیمر :

این ماده از پلیمریزه شدن مقادیر خاص پروپیلن و اتیلن بدست می آید. بدلیل قرارگیری در حالتی میان مولکولهای پروپیلن و اتیلن در زنجیره پلیمری بصورت دسته ای، این ماده دارای ویژگی میان پلی اتیلن و پلی پروپیلن می باشد.

رندوم (بی نظم )کوپلیمر :

این ماده از پلیمریزه شدن مقادیر خاص پروپیلن و اتیلن بدست آمده و مولکولها بی نظم و ترتیب شکل می گیرند .

اکسترودر -خط تولید لوله های پلی اتیلن – پلی اتیلن چیست ؟

Posted by roueen in اکستروژن پلاستیک on June 18, 2015 with Comments Off on اکسترودر -خط تولید لوله های پلی اتیلن – پلی اتیلن چیست ؟

اکسترودر – خط تولید لوله های پلی اتیلن – پلی اتیلن چیست ؟

پلی اتیلن چیست؟

پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است. پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود. مولکول اتیلن دارای یک بند دو گانه C=C است. در فرایند پلیمریزاسیون بند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است.

تاریخچه تولید پلی اتیلن

پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی “Hans Von Pechmanv” سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت. اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط “ازیک ناوست” و “رینولرگیسون” ( از شیمیدان‌های ICI ) در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند.علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 “مایکل پرین” یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد.

استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی‌اتیلن

اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن ، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد. اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، “روبرت بانکس” و “جان هوسن” در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953 ، “کارل زیگلر” شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد.این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط “والتر کامینیکی” و “هانس ژوژسین” تولید شد. کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمرهای مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیرکونوسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند.

انواع پلی اتیلن

طبقه‌بندی پلی اتیلن ها بر اساس دانسیته آنها صورت می‌گیرد که در مقدار دانسیته اندازه زنجیر پلیمری و نوع و تعداد شاخه‌های موجود در زنجیر دخالت دارد.

HDPE(پلی‌اتیلن با دانسیته بالا)

این پلی اتیلن دارای زنجیر پلیمری بدون شاخه است بنابراین نیروی بین مولکولی در زنجیرها بالا و استحکام کششی آن بیشتر از بقیه پلی اتیلن‌ها است. شرایط واکنش و نوع کاتالیزور مورد استفاده در تولید پلی اتیلن HDPE موثر است. برای تولید پلی اتیلن بدون شاخه معمولا از روش پلیمریزاسیون با کاتالیزور زیگلر- ناتا استفاده می‌شود.

LDPE(پلی‌اتیلن با دانسیته پایین)

این پلی اتیلن دارای زنجیری شاخه‌دار است بنابراین زنجیرهای LDPE نمی‌توانند بخوبی با یکدیگر پیوند برقرار کنند و دارای نیروی بین مولکولی ضعیف و استحکام کششی کمتری است. این نوع پلی اتیلن معمولا با روش پلیمریزاسیون رادیکالی تولید می‌شود. از خصوصیات این پلیمر ، انعطاف‌پذیری و امکان تجزیه بوسیله میکروارگانیسمها است.

LLDPE(پلی اتیلن خطی با دانسیته پایین)

این پلی اتیلن یک پلیمر خطی با تعدادی شاخه‌های کوتاه است و معمولا از کوپلیمریزاسیون اتیلن با آلکن‌های بلند زنجیر ایجاد می‌شود.
MDPE پلی اتیلن با دانسیته متوسط است

 کاربرد

در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولا از MDPE استفاده می‌کنند. LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیرا پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلنهایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است. این پلی اتیلن ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. اینپلی اتیلن ها ترکیبی ، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.

پلی اتیلن چیست؟ تاریخچه پلی اتیلن – انواع پلی اتیلن و مزایای آنها

Posted by roueen in اکسترودر تک مارپیچ on June 18, 2015 with Comments Off on پلی اتیلن چیست؟ تاریخچه پلی اتیلن – انواع پلی اتیلن و مزایای آنها

پلی اتیلن چیست؟ تاریخچه پلی اتیلن، انواع پلی اتیلن و مزایای آنها

پلی اتیلن یا پلی اتن یکی از ساده‌ترین و ارزانترین پلیمرها است.
پلی اتیلن جامدی مومی و غیر فعال است. این ماده از پلیمریزاسیون اتیلن بدست می‌آید و بطور خلاصه بصورت PE نشان داده می‌شود.
مولکول اتیلن ( C2H4 ) دارای یک بند دو گانه C=C است. در فرایند پلیمریزاسیون باند دو گانه هر یک از مونومرها شکسته شده و بجای آن پیوند ساده‌ای بین اتم‌های کربن مونومرها ایجاد می‌شود و محصول ایجاد شده یک درشت‌مولکول است.

تاریخچه تولید پلی اتیلن
پلی اتیلن اولین بار بطور اتفاقی توسط شیمیدان آلمانی “Hans Von Pechmanv” سنتز شد. او در سال 1898 هنگام حرارت دادن دی آزومتان ، ترکیب مومی شکل سفیدی را سنتز کرد که بعدها پلی اتیلن نام گرفت.
اولین روش سنتز صنعتی پلی اتیلن بطور تصادفی توسط “ازیک ناوست” و “رینولرگیسون” ( از شیمیدان‌های ICI ) در 1933 کشف شد. این دو دانشمند با حرارت دادن مخلوط اتیلن و بنزالدئید در فشار بالا ، ماده‌ای موم‌مانند بدست آوردند. علت این واکنش وجود ناخالصی‌های اکسیژن‌دار در دستگاه‌های مورد استفاده بود که بعنوان ماده آغازگر پلیمریزاسیون عمل کرده بود. در سال 1935 “مایکل پرین” یکی دیگر از دانشمندهای ICI این روش را توسعه داد و تحت فشار بالا پلی اتیلن را سنتز کرد که این روش اساسی برای تولید صنعتی LDPE در سال 1939 شد.

استفاده از انواع کاتالیزورها در سنتز پلی اتیلن
اتفاق مهم در سنتز پلی اتیلن، کشف چندین کاتالیزور جدید بود که پلیمریزاسیون اتیلن را در دما و فشار ملایم‌تری نسبت به روش‌های دیگر امکان‌پذیر می‌کرد.
اولین کاتالیزور کشف شده در این زمینه تری اکسید کروم بود که در 1951 ، “روبرت بانکس” و “جان هوسن” در شرکت فیلیپس تپرولیوم آنرا کشف کردند. در 1953، “کارل زیگلر” شیمیدان آلمانی سیستم‌های کاتالیزور شامل هالیدهای تیتان و ترکیبات آلی آلومینیوم‌دار را توسعه داد. این کاتالیزورها در شرایط ملایم‌تری نسبت به کاتالیزورهای فیلیپس قابل استفاده بودند و همچنین پلی اتیلن یک آرایش (با ساختار منظم) تولید می‌کردند. سومین نوع سیستم کاتالیزوری استفاده از ترکیبات متالوسن بود که در سال 1976 در آلمان توسط “والتر کامینیکی” و “هانس ژوژسین” تولید شد.
کاتالیزورهای زیگلر و متالوسن از لحاظ کارکرد بسیار انعطاف‌پذیر هستند و در فرایند کوپلیمریزاسیون اتیلن با سایر اولفین‌ها که اساس تولید پلیمر های مهمی مثل VLDPE و LLDPE و MDPE هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اخیرا کاتالیزوری از خانواده متالوین‌ها با قابلیت استفاده بالا برای پلیمریزاسیون پلی اتیلن به نام زیرکونوسن دی کلرید ساخته شده است که امکان تولید پلیمر با ساختار بلوری (تک آرایش) بالا را می‌دهد. همچنین نوع دیگری از کاتالیزورها به نام کمپلکس ایمینوفتالات با فلزات گروه ششم مورد توجه قرار گرفته است که کارکرد بالاتری نسبت به متالوسن‌ها نشان می‌دهند.

تاریخچه پلی اتیلن
كلمه پليمر از كلمه يونانى( پلى ) به معناى چند و ( مر ) به معناى واحد و يا قسمت بوجود آمده است . پلیمرها را اشتباها رزين ، الاستومر و پلاستيك نيز مى‌نامند.
در حالى كه پلاستيك تنها يك صفت است كه براى مواردى به كار مى رود كه قابليت تغيير شكل بر اثر فشار را دارا هستند و اغلب اشتباها به عنوان يك كلمه اصلى براى صنایع پلاستیک و توليدات آن به كار مى رود.
اولين بار كلمه پليمر توسط شيمى دانى به نام رنالت در سال 1835، به كار رفت و اولين كاربرد تجارى مواد پليمرى در سال 1834 با كشف كائوچو آغاز شد.
لكن اولين پلاستيك مصنوعى با نام نيترات سلولز در سال 1862 كشف و در سال 1868 وارد بازار شد.
نايلون در سال 1938، پلی اتیلن در سال 1942، پلی پروپیلن در سال 1957،پلى بوتيلن درسال 1974و پليمرهاى كريستال مايع براى ساخت اجزاى الكترونيكى در سال 1985رايج گرديدند.
پليمرها به سه نوع پلیمرهاى طبيعى ، طبيعى اصلاح شده و مصنوعى تقسيم مى شوند.
اولين پلاستيكهاى صنعتى مدرن حدود 100سال پيش رواج يافتند ولى در دهه هاى اخير رشد فزاينده و گوناگونى در صنايع به وقوع پيوست .
حدود 60پليمر بسيار مهم تاكنون به بازار عرضه شده كه مشتقات آنها به بيش از 2000مورد مى رسد و كماكان در حال افزايش است. پلى اولفينها پلیمرهاى گرما نرم با خواص تقريبا مشابه و فرمولاسيون نزديك به هم هستند كه انواع معروف آنها پلی اتیلن ها، پلی پروپیلن ها و پلى بوتيلن ها مى باشند كه در صنايع لوله،كاربرد فراوانترى دارند.

بررسی انواع مختلف پلی اتیلن ها و مزایای هر یک نسبت به دیگری
با يك نگاه به جدول زير متوجه میشويد از نظر انبساط، مقاومت در برابر حلالها، مقاومت كششى، مقاومت فشردگى، و مقاومت حرارتى و نفوذ پذيرى گازى پپلی پروپیلنها امتياز بيشترى نسبت به پلی اتیلنها داشته و به علت مقاومت حرارتى و مقاومت كششى پلى پروپيلنها از پلى بوتيلنها بهتر هستند. اين موارد از جمله مهمترين مواردى هستند كه در صنعت لوله كشى آب سرد گرم مورد نظر مى باشند و باعث امتياز پلى پروپيلن ها مى شوند. البته در اين ميان لوله هاى با تركيب پليمر و آلمينيوم نيز توليد شدند كه به دليل گرانى و اتلاف حرارتى و … به علت وجود فلز در آنها زياد مورد استقبال قرار نگرفت.

پلی پروپیلن ها پلى بوتلين ها پلی اتیلن ها ازنظر
مقاومت شيميايى
بسيارخوب
مقاومت شيميايى
بسيار خوب
مقاومت شيميايى
بسيار خوب
شيميايى
ارزان بدون فن آورى
تا حدى گران با فن آورى
تا حدى گران قيمت ارزان و موجود بودن در
انواع قابل مصرف
هزينه
26 حد اكثر ———————— 50 حد اكثر انبساط حرارتى
مورد حمله مورد حمله مورد حمله اسيدهاى اكسيد كننده
مي شكند لكن تثبيت مي گردد خرد مي شود تثبیت کننده دارد اثر نور خورشيد و اشعه ماوراى بنفش
آرام سريعاً ميسوزد آرام سرعت اشتعال
مقاوم تا
80 درجه سانتيگراد
مقاوم مقاوم تا
60 درجه سانتيگراد
در برابر حلالها
مقاوم مقاوم مقاوم در برابر بازها
31-62 26-30 4-38 مقاومت كششى
38-55 ————————– 19-25 مقاومت فشردگى
0/025-0/25 نمي شكند ( كاملاً ارتجاعى ) 25-1
مانند شلنگ نمي شكند
ضربه پذيرى ايزود
85-110    راك ول 55-65   شر 41-70   راك ول سختى
قابل استفاده در لوله كشى گاز ————————– غير قابل استفاده در خلاء نفوذ پذيرى گازى
110-160 کمتر از 110 80-120 مقاومت حرارتى  (درجه سانتيگراد)

الياف پلي پروپيلن چيست و چگونه توليد مي شود

Posted by roueen in اکسترودر تک مارپیچ on June 18, 2015 with Comments Off on الياف پلي پروپيلن چيست و چگونه توليد مي شود

الياف پلي پروپيلن که از طريق پليمريزاسيون پروپيلن به صورت يک پليمر خطي تهيه مي گردند و به اختصار پ-پ ناميده مي شوند بعد از پيدا شدن کاتاليست زيگلرناتا توليد شدند اين کاتا ليست توليد پلي پروپيلن ايزو تاکتيک که قادر به متبلور شدن مي باشد را امکان پذير ساخت .

اين الياف در سال 1960در ايتاليا با نام تجاري مراکلون به صورت صنعتي توليد شده وبه بازار عرضه گرديدند . خصوصيات پروپيلن باعث رشد سريع آن در سطح بين المللي گرديد وبعد از مدتي نسبتاً کوتاه ،پلي پروپيلن توانست از نظر مقدار توليد ، چهارمين مقام را بعد از پلي استر ، نايلون وآکريليک کسب نمايد .
عدم امکان رنگررزي الياف  پروپيلن به روشهاي متداول براي ديگر الياف ، باعث جلو گيري از رشد بيشتر اين ليف مصنوعي گرديده است.

الياف و نخ هاي نواري که دو کاربرد پلي پروپيلن را تشکيل مي دهند نسبتاً به آساني به روش ذوب ريسي تهيه مي گردند و آسان بودن توليد اين نوع الياف و پائين بودن هزينه توليد استقبال بسيار گستردهاي از آن را به همراه داشته است . با بکار گيري مواد بالا برنده مقاومت در مقابل اشعه ماوراء بنفش سعي شده است عيب کم بودن مقاومت پلي پروپيلن در مقابل اين اشعه مرتفع گردد.

پلي پروپيلنداراي دماي ذوب بالا تر (175-165درجه سانتيگراد)در مقايسه با پلي اتیلن مي باشد . از نقطه نظر استحکام ومقاومت در مقابل سايش ،پلي پروپيلن با پلي اتیلن تفاوت زياد ندارد .
همانطور که گفته شد پلي پروپيلن هم مثل پلي اتیلن با روش هاي معمول قابل رنگرزي نبوده و به روش رنگرز ي توده که در آن قبل از تشکيل الياف ، به پليمر مذاب اضافه مي شود رنگرزي مي گردد.
لازم به ذکراست که الياف الفيني اصلاح شده به روش شيميايي که قادر به رنگرزي شدن با روشهاي معمولي مي باشند توليد شده اند .

به عنوان مثال پلي پروپيلن حاوي پلي ونيل پيريدين به صورت پخش شده ويا ونيل پيريدين که جزئي ماکرو مولکول را تشکيل مي دهد با رنگينه هاي اسيدي قابل رنگرزي است و به هر حال قيمت تمام شده اين نوع الياف باعث گرديده است که از رنگرزي توده به عنوان مهم ترين روش براي رنگرزي اين نوع الياف استفاده گردد.

توليد الياف پلي پروپيلن
ماده اوليه توليد الياف پلي پروپيلن را پروپيلن(3CH2=CHCH)تشکيل مي دهد که به صورت يک توليد جانبي در توليد اتيلن به روش شکستن مولکول نفت درصنعت پتروشيمي شکل مي گيرد .گازهاي مابع حاوي پروپيلن ، ديگر ماده اين منبع را تشکيل مي دهند .

پلي پروپيلن از پليمريزاسيون پروپيلن در شرايط دما و فشار نسبتاً ملايم ودر حضور کاتاليست معروف زيگلر – ناتا انجام مي شود . وجود اين کاتاليست ، پليمري به صورت ايزوتاکتيک را تشکيل مي دهد که قادر به متبلور شدن تا حدود 90 درصد مي باشد .
ديگر فرمهاي آتاکتيک وسيندو تاکتيک پلي پروپيلن دارا ي خواص مناسب جهت تشکيل الياف نمي باشند . با توجه به شرايط سرد شدن ، ساختار بلورين پلي پروپيلن دو شکل متفاوت پيدا ميکند . چنانچه پلي پروپيلن مذاب سريعاً سرد گردد ، ساختار بلورين پايدار که پاراکريستالين و ياسمکتيک نام دارد شکل مي گيرد .
چنانچه پلي پروپيلن مذاب به آرامي سرد گردد . ساختار بلورين معروف به منوکلينيک بوجود مي آيد.حرارت دادن پلي پروپيلن ازنوع پاراکريستالين به بيش از 80 درجه سانتيگراد باعث تغيير ساختار بلورين آن به شگل منوکلينيک مي گردد

در الياف پلي الفيني ،پيوندهاي شيميايي ويوني بين ماکرو مولکول هاي پلي پروپيلن وجود نداشته ونيرو هاي بين زنجيره اي به نيرو هاي واندروالس محدودمي گردند . ازاين رو براي کسب خواص فيزيکي مناسب با وزن مولکولي الياف پلي الفيني در مقايسه با الياف ديگر بالاتر انتخاب گردد.

با توجه به سرعت توليد و دماي پليمر مذاب ، سرعت سرد شدن وکشش بعد از توليد ، الياف پلي پروپيلن ازنظر جهت گيري بلورهاي خود نسبت به محور ليف با يکديگر تفاوت دارند و افزايش سرعت ريسندگي اوليه واعمال کشش بعد از توليد ، جهت گيري بلورها رادر جهت محور ليف افزايش مي دهد.

پليمريزاسيون پروپيلن به سه روش امکان پذير مي باشد . در روش تعليق که يک روش کلاسيک بحساب مي آيد پروپيلن در يک محيط رقيق کننده که معمولاً يک هيدرو کربن آليفاتيک مي باشد پليمريزه مي گردد مکمل اين روش ، پليمريزاسيون فاز گاز مي باشند.

شدر ذوب ريسي پلي پروپيلن ، مشابه ديگر الياف ترموپلاستيک مثل پلي استر وپلي اميد ، وزن مولکولي متوسط ، توزيع وزن مولکولي و همچنين شاخص جريان توده پليمري مذاب (MFI) وخصوصيات الياف توليد شده را تحت تأثير خود قرار مي دهند . بطور کلي افزايش وزن مولکولي پليمر ، افزايش استحکام الياف توليد شده را به همراه دارد.

براي الياف پلي پروپيلن که به منظور مصرف در صنعت نساجي توليد مي گردندوزن مولکولي متوسط و براي الياف پلي پروپيلن با استحکام زياد که به عنوان الياف با کارايي بالا توليد مي کردند وزن مولکولي بالا انتخاب مي گردد .
باتوجه به مربوط بودن شاخص جريان مذاب و وزن مولکولي متوسط به يکديگر ، شاخص جريان مذاب مناسب درتوليد الياف نساجي 25-15 گرم بر10 دقيقه وبراي الياف باکارايي بالا 5-3 گرم بر10 دقيقه ذکرشده است

آزمايشات نشان داده است که محدوده کوچکتر توزيع وزن مولکولي پليمر ، به قابليت ريسندگي اوليه بهتر ، کمک مي نمايد . باتوجه به بالابودن وزن مولکولي پلي پروپيلن که افزايش ويسکوزيته توده مذاب در ريسندگي اوليه آنرا به همراه دارد ، دماي پلي پروپيلن مذاب درريسندگي اوليه آنها70 تا120درجه بيش از دماي پليمربوده ودرمحدوده 230 تا 280 درجه سانتيگراد انتخاب مي گردد . شکل زير ذوب ريسي رابه صورت شماتيک نشان مي دهد

دراين روش پليمربه صورت گرانول از تغذيه کننده (هاپر) وارد مارپيچي ذوب کننده شده بر اثر گرمايش توسط مارپيچي ذوب مي گردد
. پليمر مذاب سپس به کمک پمپ تغذيه از طريق ***** به رشته ساز تغذيه شده وپس از خروج از روزنه هاي رشته ساز تحت تاثير نيروي کششي قرار مي گيرد و با از دست دادن گرما به محيط خود جامد گرديده وسر انجام روي بسته اي پيچيده شده ويا آنکه به صورت مداوم به بخشي ديگر از خط توليد نهايي تغذيه مي گردد .
از آنجايي که پلي پروپيلن داراي گرماي ويژه بالا (KJ/Kg-K2-6/1) وضريب هدايتي کم (J/m.s.k3/0-1/0) مي باشد ، لذا طول منطقه سرد کننده بعد از رشته ساز در مقايسه با اليافي مثل نايلون ويا پلي استر ، بايد طويل تر انتخاب گردد . به همين ترتيب سرعت هاي توليد بالاتر به منطقه سرد کننده طويل تري احتياج دارند . از اين رو ، طول ستون ريسندگي ممکن است به 10متر برسد .

با توجه به پائين بودن دماي ترانزيسيون ثانويه الياف الفيني از دماي اطاق ، تبلور الياف نه تنها در سرد شدن در ستون ريسندگي اوليه شکل مي گيرد بلکه اين فرآيند ممکن است بعداً هم روي بوبين ادامه پيدا مي کند بنابراين شرايط انجماد در ستون ريسندگي و همچنين شرايط نگهداري بوبين پس از توليد ، تبلور الياف الفيني را تحت تأثير خود قرار مي دهند تعداد روزنه هاي رشته سازهاي توليد کننده نخهاي فيلامنتي ممکن است با توجه فيلامنت هاي مورد احتياج بين 150- 10 متغير ميباشد رشته سازهايي که براي توليد الياف به منظور بريده شدن و مورد استفاده قرار گرفتن به صورت کوتاه ( استيپل) به کار گرفته ميشوند ممکن است تا 20000 روزنه داشته باشند

با توجه به سرعت توليد ، الياف توليد شده ممکن است تا 6 برابر طول اوليه خود کشيده شوند تا خواص مکانيکي مطلوب را بدست آورند . درجه کشش قابل کسب براي پلي پروپيلن پاراکريستالين بيشتر از پلي پروپيلن منو کلينيک مي باشد واين تفارت به مکانيک تغيير شکل مختلف براي ساختار منو کلينيک پاراکريستالين ربط داده شده است .
پديده هاي فيزيکي مهم در ذوب ريسي را مي توان به صورت زير خلاصه نمود:
-رفتار توده مذاب از نقطه نظر رئولوژي
-کاهش قطر جريان در روزنه رشته ساز
-سرمايش جريان
-تبلور وتشکيل ساختار ليف

با اعمال کشش به الياف بعد از ريسندگي اوليه ، نظم داخلي آنها افزايش يافته وتبلور بيشتري شکل مي گيرد . با توجه به دماي تبديل شيشه اي پائين اين نوع الياف ، کشش آنها با سرعت کم به مقدار 3تا8 برابر بدون گرمايش امکان پذير است.
کشش الياف بدون گرمايش به کشش سرد معروف است.براي افزايش سرعت کشش ،الياف پلي پروپيلن حرارت داده مي شوند .کشش همراه با گرمايش به کشش گرم معروف است.ساختار جديد بعد از کشش ، معمولاً با سرد نمودن الياف پايدار مي گردد.
الياف پلي پروپيلن با توجه به قيمت ارزانتر انها نسبت به الياف ديگر براي طيف گسترده اي از کاربرد ها مورد استفاده قرار گرفته اند .به عنوان مثال ،نخ کفپوش هاي از نوع تافتينگ،نخ خامه قالي ، الياف کفپوشهاي نمدي ،کاربردهاي نساحي الياف پلي پروپيلن را تشکيل مي دهند.کاربردهاي صنعتي پلي پروپيلن را طناب، منسوجات کشاورزي و***** ، منسوجات عمراني (کاربرد در عمران)گوني ،توري وموارد ديگري تشکيل مي دهند . براي کاربردهاي صنعتي هم از الياف پلي اتیلن استفاده مي شود

سبک بودن پلي اتیلن و پلي پروپيلن از آب وهمچنين عدم جذب آب توسط اين الياف ودر نتيحه عدم تغيير در خواص مکانيکي انها بر اثر تماس با رطوبت از خصوصيات بارز اين دو نوع ليف در مقايسه با الياف ديگر است.
الياف الفيني علاوه بر داشتن نهايت خاصيت آبگريزي ،در مقابل تعداد زيادي از اسيدهاي غير آلي ، بازها وحلال هاي آلي در دماي اطاق مقاوم باشند . اين خواص تا حدودي به وزن مولکولي بسيار بالاي اين الياف مربوط مي گردد. سولفوريک ونيتريک اسيد وهمچنين ديگر اسيدهاي قوي در دماهاي بالا قادر به تخريب پلي الفين ها مي باشند.پلي پروپيلن معمولي که به بازار عرضه مي گردد داراي مقدار زيادي مواد افزودني مي باشد .نمونه هايي از اين مواد که به منظور امکان پذير ساختن تولید پلي پروپيلن به ان اضافه مي گردند به قرار زير است :
ضد اسيد
مواد ضد اسيد مثل کلسيم ويا سديم استئارت نقش خنثي سازي بقاياي کاتاليست مورد استفاده قرار گرفته در مرحله پليمريزاسيون را به عهده دارند.در غير اينصورت امکان تشکيل اسيد وجود دارد که مي تواند مشکلاتي مثل اثر سوء بر دستگاههاي تبديل را به همراه داشته باشد.
ضد اکسيداسيون
مواد ضد اکسيداسيون به عنوان محافظت از پليمر در مقابل شکسته شدن ماکرومولکول در حين توليد و بعد از آن مورد استفاده قرار مي گيرند.فنل با ممانعت فضايي نمونه اي از مواد ضد دي اکسيداسيون (آنتي اکسيدان )مي باشد . لازم به ذکر است که عليرغم به همراه داشتن اين مواد افزودني ،پلي پروپيلن به عنوان اصلاح شده در نظر گرفته نمي شود.

عليرغم مزاياي چشمگير ، الياف پلي پروپيلن داراي سه مشکل عمده در رابطه با کاربرد خود بصورت زير مي باشند :
الف : دماي ذوب نسبتاً پائين:
تفاوت زياد بين دماي ذوب الياف پلي پروپيلن و ديگر الياف مثل پلي استر و پلي آميد ، کاربرد وسيعتر پلي پروپيلن را محدود ساخته است .
ب : تخريب بر اثر اکسيداسيون
وجود پيوند C-H نوع سوم د رپلي پروپيلن تخريب آنرا بر اثر اکسيداسيون شدت مي بخشد . گرما ونور به عنوان يک کاتاليست براي واکنش اکسيداسيون عمل مي نمايد . از اين رو ، مقاومت کم الياف پلي پروپيلن معمولي در مقابل نور و گرما ، عيب بزرگي براي آنها بشمار مي آيد . جذب اکسيژن توسط اين پليمر ، باعث شکستن ماکرومولکول و در نتيجه کاهش درجه پليمريزاسيون بر اثر تشکيل هيدروپراکسيدها در دماي بالا مي باشد . به همين علت ، در پليمريزاسيون آن از مواد ضد اکسيد کننده استفاده مي شود.
از نقطه نظر تخريب بر اثر گرما ، پلي پروپيلن به علت دارا بودن کربن نوع سوم در معرض خطر بيشتر نسبت به پلي اتيلن قرار دارد . نور خورشيد هم از طريق مکانيزم فتواکسيداسيون با اثري مشابه گرما باعث تخريب پلي الفين ها مي گردد . بخش ماوراي بنفش نور خورشيد نقش عمده اي در تخريب به عهده دارد . الياف ظريف سريعتر از الياف ضخيم تحت تأثير نور خورشيد قرار مي گيرند .

ج : عدم امکان رنگرزي با روشها متداول براي ديگر الياف
همان طور که قبلاً گفته شد با توجه با عدم وجود گروههاي قطبي در پلي پروپيلن ، اين ليف بدون اصلاح شدن قادر به قبول تعداد زيادي از رنگينه هاي مختلف نبوده و رنگرزي نوع معمولي آن امروزه به کمک رنگرزي توده انجام مي شود .
براي کاهش کمبودهاي پلي پروپيلن سعي شده است که اين نوع ليف ترموپلاستيک با توجه به هدف خاص اصلاح گردد . اين اصلاح ممکن است که خواص ديگري را نيز تحت تأثير خود قرار دهد . اصلاحات براي بهبود و حتي کسب خصوصيات ديگر ممکن است از طريق اصلاح شيميايي پليمر و يا اصلاح فيزيکي در مرحله توليد و يا بعد از آن انجام شود.

 
Tags:

اساس اکسترودر تک مارپیچ

Posted by roueen in اکسترودر تک مارپیچ on June 18, 2015 with Comments Off on اساس اکسترودر تک مارپیچ

اساس اکسترودر تک مارپیچ

اکسترودر تک ماردون (کنترل پنل)

اکسترودر تک ماردون (کنترل پنل)

اکسترودر تک ماردون (سیستم هوا خنک کن)

اکسترودر تک ماردون (سیستم هوا خنک کن)

اکسترودر تک ماردون (درایو)

اکسترودر تک ماردون (درایو)

اکسترودر تک ماردون

اکسترودر تک ماردون

اکسترودر تک ماردون (کنترل پنل)

اکسترودر تک ماردون (کنترل پنل)

مقدمه :

آگاهی از ویِژگی های پلیمر ها و واکنش های آنها و رفتارشان در مراحل گوناگون فرآیند سبب میشود که به طور مؤثر فرآیند اکستروژن ، تجهیزات و مواد بهینه گردد.

دراین مقاله جهت شناسایی فرایند اکستروژن ، به بخش های مختلف اکسترودر تکمارپیچ پرداخته می شود،چرا که همواره دانستن تجهیزات وچگونگی کار با انهاباعث میشود که به صورت بهینه ازسیستم بهره برداری شود .

محصول استاندارد با کیفیت زمانی تولید می شود که اکسترودر در فرآیند اکستروژناهداف زیر رادنبال کند .

دمای صحیح ذوب پلیمر ·

دمای ذوب ثابت و یکسان ·

فشار مذاب صحیح در دای ·

دستیابی محصول همگن با میکس کامل ·

در این شرایط فرایند اکستروژن بهینه می شود .

دستگاه اکسترودر

اکسترودر پیستونی

ساده ترین اکسترودر اکسترودر پیستونی است که در شکل 1 نشان داده شده است . فشار اکسترودر توسط نیرویی که خارج از دای بهپیستون اعمال می گردد فراهم می شود ، اکسترود می کند . گرما با عث ذوب مواد درون بدنه شده و ویسکوزیته را کاهش می دهد  .

ramextrud

با ترکیب صحیح فشار و دما ، محصول اکسترودربا فشار به شکل مورد نظر و طراحی شده از دای خارج می شود . این نوع اکسترودر ها مشکلاتی نیز دارند . اولا اینکه فرایند به صورت ناپیوسته است ، دوماً به دلیل عایق بودن پلاستیک ،زمان طولانی برای گرم کردن یکنواخت مواداز سطح پوسته تا مرکز لازم است و از طرفی در صورتی که دمای پوسته بیش از حد بالا باشد سبب تخریب رزین در دیواره می گردد. همچنین در ااکسترودر پیستونی ،میزان گرمایش برشی ایجادشده از حرکت اکسترودر حداقل است .

اکسترودر تک مارپیچ

اجزاء کلیدی اکسترودرتک مارپیچه در شکل زیر نشان داده شده است . اکسترودرهای تک مارپیچه 5 قسمت اصلی دارند .

  • سیستم محرک
  • سیستم خوراک
  • مارپیچ،پوسته )سیلندر ( و سیستم های گرم کننده
  • مجموعه دای هد
  • سیستم کنترل

single screw

سیستم محرک شامل موتور ، گیربکس ، بلبیرینگ ها و مجموعه یاتاقان است. سیستم خوراک دهی شامل قیف خوراک ، گلوی خوراک و قسمت خوراک مارپیچ است . پس از آن مارپیچ ، سیلندر وسیستم های گرمایش قرار دارند که در آن بخش رزین جامد منتقل شده ، مذاب و مخلوط می شود و به دای پمپ می گردد. محصول اکسترودر پس از انتقال از مارپیچ در آداپتور و دای شکل می گیرد.

اکسترودر ها با توجه به قطر مارپیچ یا سیلندر و نسبت طول به قطر ) L/D (طبقه بندی و فروخته میشوند .

L/D اکسترودر میزان نسبت طول مارپیچ و سیلندر اکسترودر را توصیف میکند .

تعریف L/D شامل طول محوری L به سازنده تجهیزات بستگی دارد . در برخی کارخانه ها طول بخش تغذیه از طول سیلندر می باشند و بعضی ها شامل نمی شوند . میزان عملکرد، مستقیماً به L/Dاکسترود مربوط می شود . دو اکسترودر با قطر یکسان اما L/D های متفاوت ، عملکردو ظرفیت های متفاوتی دارند . اکسترودر طولانی تر ) L/D بیشتر ( توانایی میکس و ذوب بیشتری دارد .

مزایای اکسترودر های با L/D کوچک :

  • · نیاز به مساحت کمتری برای نصب
  • · سرمایه اولیه کمتر
  • · هزینه جابه جایی کمتر برای مارپیچ ها و سیلندر ها
  • · زمان ماندگاری کمتر در اکسترودرها)بویژه وقتی که مواد حساس به دما ،فرآیند می شوند (
  • · مستلزم گشتاور چرخشی )ترک( کمتر
  • · توان کمتر و در نتیجه نیاز به موتور کوچک تر

اکسترودرها با L/D بلندترنیز این مزایا را به دنبال دارند :

  • · دارای خروجی بیشتر
  • · توانایی اختلاط با ظرفیت بیشتر
  • · می توانند در فشار دای بیشتر پمپ شوند .
  • · گنجایش مذاب بیشتر با گرمای برشی کمتر
  • · افزایش جابه جایی حرارت از سیلندر

L/D بعضی اکسترودرها 18:1 ، 20:1 ، 24:1 ، 30:1 ، 36:1 ، 40:1 می باشند .

تغذیه

شامل دو سیستم تغذیه ،که بصورت ثقلی کار می کنند، دو نوع flood و starve هستند . هردوسیستم تغذیه یک قیف مستقیماً روی گلوی تغذیه اکسترودر دارند. قسمت گلوی تغذیه مستقیما به سیلندر اکسترودر متصل شده ، و از جریان آب برای سرد کردن و گرم کردن ان استفاده می کنند .

جریان آب می تواند با یک مقیاس جریان اندازه گیری شود . دمای گلوی تغذیه باید به گونه ای باشدکه در هنگام لمس ، گرما احساس شود اما داغ نباشد .

هدف ازخنک سازی توسط آب ،جلوگیری مواد تغذیه شده از نرم شدن ،چسبناک شدن و به هم چسبیدن در گلوی تغذیه است که باعث ایجاد مانع و مذاب زود رس در قیف تغذیه میشود . یک مانع عایق بین سیلندر و قسمت تغذیه برای به حداقل رساندن انتقال گرما وصل شده است . شکل هندسی قیف و گلوی تغذیه سبب می شود مواد با کمترین محدودیت درون اکسترودر جریان یابد .

p1

در شکل بالا،بخش A طراحی گلوی تغذیه استاندارد برای دانه یا پودر نشان داده است ،. در حالیکه شکل B برای اکسترودر های با خوراک مذاب مناسب تراست .

گلوهای تغذیه شیاردار درتولید فیلم های دمشی و دیگرکاربرد ها برای افزایش خروجی اکسترودر استفاده میشوند . شکل بعد یک بخش تغذیه شیار دار را نشان می دهد .

توجه داشته باشید که شیار ها در ابتدای بخش خوراک دهی و تغذیه در زیر قیف عمیق بوده و تا قبل از ورودی بخش سیلندر نا پدید میشوند.

کانال های خنک سازی اطراف قسمت تغذیه ،گرمای ناشی از اصطکاک تولید شده به وسیله چرخش مارپیچ و تراکم دانه درون کانال های مارپیچ را خنثی نموده واز مذاب زودرس جلوگیری میکند.

در شکل بالا شیارها در جهت محوری هستند اما می توانند به صورت مارپیچی اطراف قسمت تغذیه باشند . مزیت گلوی تغذیه شیاردار این است که اصطکاک بین دانه ها و دیواره سیلندر را افزایش داده و سبب خروجی بیشتر می شود . اکسترودر های دارای بخش تغذیه شیاردار به سه بحث نیازدارند :

  • · خنک سازی گلوی تغذیه برای خنثی نمودن گرمای اصطکاک تولید شده و افزایش فشار دردسترس  (15000 psi plos)  در قسمت شیاردار تغذیه .
  • · یک مانع عایق خوب بین سیلندرو قسمت تغذیه برای به حداقل رساندن انتقال گرما .
  • · مارپیچ های اکسترودر با نسبت تراکم پایین تر برای افزایش سرعت عملکرد .
  • ·مارپیچ ،سیلندر و هیترها

مارپیچ مواد را به جلو انتقال می دهد ، شرایط گرما دادن و ذوب کردن ، همگن سازی و مخلوط کردن مذاب و رساندن مذاب به دای را فراهم می کند . پلیمر در سیلندر به وسیله هیتر هاوباکنترل دقیق دما در نواحی حرارتی ، گرم ومذاب شده ، ضمن این که از تخریب و گرم شدن بیش از اندازه مواد نیزجلوگیری می شود . مارپیچ و سیلندر مواد را به دای هدایت کرده و فشار را در دای ایجاد می کند .

اجزا سیلندر در شکل بالا نشان داده شده است . در هرناحیه حرارتیدر طول سیلندر ، هیترهایی به همراه ترموکوپل آن ها برای کنترل دمای هیتر و سیلندر قرارگرفته اند . هیترها تا حد امکان سیلندر را می پوشانند. در هر ناحیه حرارتی ممکن است 1،1 ،ویا 3 گرمکن)هیتر( و یک ترموکوپل موجود باشد . فرض شود که نزدیکترین هیتر به ترموکوپل بسوزد دو هیتر دیگر باید انرژی مورد نیاز را تأمین می کنند، در این حالت سطح سیلندر نزدیک دو هیتری که کار می کنند داغ تر است.

اگر دورترین نوار هیتر از ترموکوپل بسوزد ،در این حالت پیش بینی می شودسطح سیلندر زیر هیتر سوخته شده سردتر از مساحت جاییکه هیترها به طور صحیح نزدیک ترموکوپل کنترل عمل می کنند باشد .گرمکن های سوخته شده باید در سریعترین زمان ممکن با گرمکن های جدید با ظرفیت یکسان جایگزین شوند.در هر ناحیه حرارتی برای کنترل دمای سیلندر از اب یا هوای سرد استفاده می شود .

سیلندر ها از فولاد کربن یا مواد دیگر ساخته میشوند . پوسته توسط عملیات نیتراته تا عمق حدود 3mm دارای سطح سفت و سخت می باشد. سیلندر های فولادی ضدزنگ با سطح سخت خود، انتخاب بهتری برای اکسترودرهای کوچک هستند.اگر چه سخت کردن فولاد ضدزنگ سبب کاهش مقاومت خورندگی آن می شود وهمچنین فولاد ضد زنگ یک هادی مناسب برای گرما نیست . راه دوم برای بهبود مقاومت سایشی و خورندگی در سیلندراستفاده از پوشش های bimetal است. این پوشش ازنیتراته کردن ضخیم تر است و سبب افزایش مقاومت سایشی می گردد.

جدول بالا بعضی ازپوشش ها و خواص سایشی آنها را نشان می دهد . راه سوم برای بهبود مقاومت خوردگی و سایش استفاده از یک لایه به صورت آستر در سیلندر می باشد که از جنس الیاژ فولادضدزنگ و نیکل و یا از جنس فولاد سخت شده با کربن می باشد .

برای جلوگیری از سایش سطح سیلندرسطح درونی سیلندر باید سخت تر از مارپیچ باشد . معمولا سطح مارپیچ زودتر از سطح سیلندردچارسایش می شود زیرا مساحت سطحی سیلندر به مارپیچ حدود نسبت 10:1 است واین به آن معنی است که پره هایمارپیچ تنها با 11 % دیواره سیلندر طی هر حرکت انتقالی در تماس هستند .

اگرمسیرحرکت سیلندر ، مکان گلوی تغذیه و یاتاقان درست انتخاب شود ، هنگامیکه اکسترودر سرداست مارپیچ به آسانی به بیرون و داخل می لغزد. اگر برای وارد نمودن مارپیچ به سیلندر ویا چرخاندن آن باید آن را گرم کرد بدین معنی است ، که یک جزء درمسیر درست خود قرار نگرفته است. کار با اکسترودی که در مسیر درست نصب نشده است می تواند آسیب های جدی را بوجود آورد.

فشاربالا در سیلندر اکسترودر می تواند خیلی خطرناک باشد . در نتیجه یک دیسک آزاد ( rupture disk) به هد اکسترودر به منظور ایمنی نصب می شود.ممکن است در هر اتفاقی فشار مذاب در سیلندر افزایش یابد بنابراین ، این دیسک عمل کرده و فشار را شکسته و کاهش میدهد . سیلندر ها به طورمعمول با مقاومت فشاری psi 10000 طراحی می شود .

شکل بالا یک دیسک ازاد fike که درون سیلندر اکسترودر می چرخد را نشان می دهد .

سه نوع هیتر برای گرم کردن سیلندر اکسترودر و آداپتور وجود دارند : cast ,cermic,micaاین هیترها باید ماکزیمم مساحت اطراف سیلندر را بپوشانند تا ازایجاد لکه های داغ جلوگیری شده و گرمای یکسانی را فراهم کنند . اکسترودر های بزرگ عموماً هیتر cast دارند و در اکسترودر های کوچکتر از پیوند هیترها استفاده می شود . هیترهای cermic به نسبت هیترهای mica برای دماهای بالاتر طراحی شده اند . هر دو هیتر در رنج دمایی وسیعی کاربرد دارند . خنک کاری سیلندر با آب یا هوا انجام می شود . خنک سازی بهتربه وسیله آب بهترو با انتقال حرارت بیشتری نسبت به هواانجام شده وهمچنین کنترل دما نیز راحت تر است . مسیرهای آب می توانند کثیف و مسدودشوند . جریان اب باید اندازه گیری شود بنابراین این سیستم باید درست کار کند . سیستم آب گردان به عملکرد آب وابسته است .مزیتی که آب دارد این است که هوای گرم را به داخل واردنمی کند .اگر سیستم خنک کاری آب درست اندازه گیری شود در کاهش گرمای سطح اکسترودر خیلی مؤثر میباشد و میتواند عملکردخوبی داشته باشد.

در شکل بالاسیستم های خنک کاری برای سیستم های گردش آب و هوا نشان داده شده است . فاصله گذارهای شیاردار اطراف سیلندر در سیستم air-cooled )خنک سازی بوسیله هوا(مساحت سطحی اضافی برای بیرون راندن گرما فراهم کرده و بازده خنک سازیرا افزایش می دهد . سیستم های air-cooled یک فن برای جریان هوا دارندو ماکزیمم بازده را برای فرآیندهای مختلف فراهم می کنند.

اکسترودرهای تک مارپیچه سه قسمت متفاوت دارند که در شکل بالا نشان داده شده است.

قسمت های مختلف مارپیچ :

قسمت تغذیه

در این قسمت برای انتقال پودر و دانه از گلوی تغذیه به سمت اکسترودر از پره های عمیق استفادهمیشود .

قسمت انتقال در این قسمت به تدریج ازعمق پره ها کم شده تا دانه های نسبتامذاب راانتقال دهند. رزین ها درقسمت انتقال طی فرآیند مذاب متراکم می شود .

قسمت سنجش

آخرین قسمت مارپیچ است که کم عمق ترین پره ها را دارد .

Recent Comments

    Back to Top

    Follow us on Twitter to receive updates regarding network issues, discounts and more.
    2019 © خط تولید پروفیل یو پی وی سی- اکسترودر تک و دوماردون – اکستروژن لوله و پروفیل و سیستم کامپوندینگ بازیافت مواد – سیلندر و ماردون دستگاه تزریق و اکسترودر. Powered by Wordpress. Theme by Serifly.