Информация о торгах полимерными материалами

Марка
Пос. цена
Изм.
% Изм.

Смотреть все марки >
Марка 1РУБ.
1 месяц3 месяца6 месяцев1 годвсё время
    Россия

    Компаундер

    Компаундер – это оборудование для подготовки и гранулирования композиционных материалов, включающих исходные полимеры и функциональные добавки, пигменты для получения сырья с заданными свойствами. Компаундер одновременно смешивает компоненты до гомогенного состояния и производит гранулят, который используется для производства конечной продукции.

    Практически все материалы, используемые для производства пластиковых изделий, являются композиционными (многокомпонентными). К исходному полимерному материалу базовой марки добавляются наполнители в соответствии с рецептурой. Состав может быть как простейшим, например, основной полимер и краситель, так и боле сложным. В составе композиционного материала может насчитываться до 10 компонентов: базовый полимер или смесь полимеров, изотропные или анизотропные наполнители, функциональные добавки, стабилизаторы, красители.

    Для окрашивания полимеров в состав могут вводиться органические и неорганические пигметы. К органическим красителям относятся полициклические пигменты, азопигменты, фталоцианины, технический углерод. Неорганические пигменты – оксиды железа, ультрамарин, оксиды хрома, диоксид титана. Для лучшего диспергирования красящих компонентов необходимо добиться их максимального измельчения, поскольку пигменты нерастворимы в полимерной матрице.

    Получить гомогенную смесь можно только в процессе компаундирования с ее последующей переработкой в гранулы. Для этого используются одношнековые или двухшнековые модели компаундеров.

    Классификация компаундеров

    Основным критерием классификации компаундеров является количество шнеков:

    • одношнековые;

    • двухшнековые.

    Помимо основной классификации, по особенностям конструкции гранулирующего узла все компаундеры можно разделить на несколько групп по типу резки, количеству ступеней переработки. Сам процесс компаундирования может быть одностадийным или двухстадийным с последовательной переработкой сначала на двухшнековом экструдере, далее – на одношнековом.

    Одношнековые компаундеры

    Самыми доступными являются одношнековые компаундирующие экструдеры. Некоторые производители выпускают высокоскоростные одношнековые модели компаундеров, в которых шнеки могут совершать одновременно возвратно-поступательные и вращательные движения (осциллирующие шнековые смесители) или только возвратно-поступательные. Перемешивание материала осуществляется в рабочей области между валом и цилиндром.

    Помимо направления вращения шнека одношнековые экструдеры делятся на модели с гладким цилиндрическим корпусом и модели с цилиндрами, выполненными с канавками или штифтами. Во втором случае на стенках цилиндров зафиксированы неподвижные штифты (канавки), которые счищают материал со шнека и способствуют более тщательному перемешиванию компонентов. При этом подвижные части спроектированы таким образом, чтобы не задевать неподвижные в процессе работы.

    Шнек совершает одно полное колебание вдоль оси за один оборот, перемешивая материал в радиальном и аксиальном направлениях. Вспомогательные каналы или штоки способствуют более равномерному перемешиванию при отсутствии высоких сдвиговых усилий в исходном материале, пиков температуры и давления. Шнек такой конструкции используется для бережного перемешивания полимеров, чувствительных к повышению температуры. Он же является оптимальным при смешивании полимеров с большой разницей в характеристиках вязкости и температуры плавления.

    Мощности большинства моделей одношнековых экструдеров хватает для переработки, смешивания и гранулирования несложных композиций. Чаще в промышленности используют двухшнековые экструдеры для компаундирования, обладающие большими производственными возможностями.

    Двухшнековые компаундеры

    Компаундирующие двухшнековые экструдеры имеют в конструкции два шнековых вала, которые могут двигаться сонаправленно или во встречном направлении. Шнеки выполняют с зацепляющимися и незацепляющимися валами. Сонаправленные шнеки с зацепляющимися валами наиболее часто используются в процессе компаундирования и считаются базовыми моделями. Они используются для гомогенизации полимерных смесей с большим количеством наполнителей и с низкой вязкостью.

    Плотно зацепляющиеся шнеки позиционируются как самоочищающиеся. Витки шнеков плотно цепляются друг за друга, образуя практически замкнутый объем, за исключением необходимого конструкционного зазора. При вращении один шнек очищает другой, что более удобно в сравнении с одношнековыми конструкциями (в одношнековом экструдере очистку выполняют штифты или насечка). В конструкции двухшнекового экструдера условно можно выделить основной и очищающий шнек. При этом оба они участвуют в процессе компаундирования в равной степени.

    Скорость вращения шнеков в современных компаундерах составляет 300-600 об/мин. Но в отдельных моделях шнеки могут работать с частотой вращения 1200-1400 об/мин. При такой скорости вращения шнек может перерабатывать не все типы полимеров, что необходимо учитывать на стадии подбора оборудования.

    Состав линии для компаундирования полимеров

    Линия компаундирования используется в промышленности для смешивания до однородного состояния компонентов с различными свойствами с целью получения термоактивных смесей, включая суперконцентраты и компаунды. В качестве исходного сырья могут применяться материалы в виде гранул, паст, порошков, расплавов, жидкостей. На выходе компаунд приобретает форму гранул, в том числе, окрашенных. Гранулят используется для производства различных изделий из полимерных композиционных материалов.

    Эффективность работы линии определяется следующими показателями:

    • степень однородности компаунда;

    • устойчивость смеси к расслоению, растяжению, трещинообразованию, ударным нагрузкам;

    • процентное содержание инородных примесей в компаунде;

    • степень деструкции основных полимеров;

    • стабильная вязкость каждой отдельной партии полимеров.

    Линия компаундирования включает не только сам экструдер-компаундер, но и вспомогательное оборудование:

    • основной загрузочный бункер-дозатор или группу бункеров-дозаторов для отдельных видов материалов (объемные, весовые);

    • погрузчик или группу погрузчиков для подачи материала в бункер-дозатор;

    экструдер (одношнековый, двухшнековый), опционально с зоной дегазации;

    • дополнительный питатель для добавления компонентов в процессе компаундирования;

    • фильтр расплава;

    • шестеренчатый насос;

    • экструзионную формующую матрицу (фильера) для формования гранул;

    • охлаждающую ванну;

    • систему сушки стренгов;

    • фрезерное отрезное устройство (стренгорезка);

    • вибросито для калибровки гранул;

    • накопительный бункер для готовой продукции;

    • пульт управления.

    Рассмотрим основные узлы компаундера и принцип работы оборудования.

    Бункер-дозатор

    Точное соблюдение рецептуры при замешивании полимерного композита обеспечивается бункером-дозатором. В линию могут входить дозаторы для основного сырья и дополнительные для добавок. Они делятся на волюметрические (объемные) и гравиметрические (весовые).

    Объемные дозаторы делятся на модели непрерывного и периодического типа. Непрерывные объемные дозаторы используются в компаундерах достаточно часто. Количество загружаемых компонентов в них определяется временем подачи или частотой вращения шнека дозирующего вала. Они просты и надежны, обеспечивают оптимальную точность при невысокой стоимости.

    Гравиметрические дозаторы обеспечивают дозирование с точностью до ±0.001% (отдельные модели). Работа дозатора основана на срабатывании задвижки грейпфера. Производительность весового бункера-дозатора может составлять 40-5000 кг/ч.

    Шнек экструдера

    Шнек выполняет основные операции при компаундировании. В шнековой зоне смесь материалов подвергается нагреву, гомогенизации, расплавлению.

    Для получения гомогенной массы компаунда шнеки часто выполняют наборными. Это позволяет подбирать конфигурацию смеси под любой полимерный состав, контролировать степень сжатия и термическую нагрузку на компоненты смеси. Также наборный шнек можно доукомплектовать дополнительной секцией, если это необходимо. Например, можно добавить секцию с зоной дегазации или с окном для ввода дополнительных добавок. Каждый отдельный модульный элемент геометрии шнека выполнен в виде втулок, которые в определенной последовательности устанавливаются на центральные внутренние оси вала. При этом элементы с витками чередуются с модулями смешивания. Как правило, модульные шнеки устанавливаются в двухшнековых сонаправленных зацепляющихся компаундерах.

    При разработке конструкции шнека из модульных втулок необходимо обеспечить объем загружаемого сырья в соответствии с паспортной производительностью оборудования. Принимающая секция должна вместить необходимое количество материала, следовательно, она должна обладать достаточным свободным объемом. Так реализуется режим «голодного» питания шнека, когда материал сразу подается в экструдер, а не накапливается. «Голодное» питание необходимо для обеспечения стабильной работы линии и получения максимально качественного экструдата. Этот момент особенно важно учитывать при использовании сырья с низкой насыпной плотностью.

    Система фильтрации и насос

    В композитах для получения определенных свойств и снижения себестоимости гранул и, как следствие, готовых изделий из пластика, вводится вторичное сырье. Это может быть капсулят, агломерат, гранулят, полученный на предварительной стадии рециклинга полимеров. В таком материале могут присутствовать инородные включения, потому важным является этап фильтрации.

    Расплавленный полимер пропускается через сетчатый фильтр, на котором оседает мусор. Как правило, система фильтрации состоит из набора съемных кассет, первые из которых защищают последующие от крупного мусора и повреждений, а последние обеспечивают тщательную фильтрацию от мельчайших инородных включений.

    Система фильтров сконструирована с двумя рабочими зонами, чтобы замена кассет была возможной без остановки процесса компаундирования.

    Дополнительно в зоне фильтрации может быть установлен шестеренчатый насос. Современные насосы работают с расплавом, разогретым до 4000С, продавливая его под давлением 350 бар.

    Система резки

    Для нарезки стренгов на гранулы используется одна из следующих систем резки:

    • холодная стренговая;

    • водокольцевая;

    • воздушная.

    Стренговая резка считается универсальной, потому используется чаще всего. Она подходит для композитов на основе полипропилена, полиэтилена, полиамида, полистирола и других материалов. Для холодной стренговой резки используются ванны охлаждения, в которые подается материал. На выходе из ванны стренги подхватываются вальцами, просушиваются и нарезаются. Недостатком такого метода является необходимость контроля оператором процесса охлаждения и нарезки. Существует вероятность поломки стренгов, в процессе нарезки образуется пыль.

    Воздушная резка чаще используется для композитов на основе высоконаполненных полимеров, жестких полимеров. Нарезка горячих стренгов осуществляется непосредственно на голове экструдера с последующим охлаждением мощными вентиляторами. Далее сырье поступает на калибровку и фасовку.

    Водокольцевая резка отличается от стренговой тем, что полимер режется в горячем виде и далее охлаждается в камере с водяным кольцом. Охлажденный гранулят просушивается до удаления всей влаги. Важным преимуществом такой резки является отсутствие сильного запыления, поскольку резка осуществляется в воде.

    Вибрационное сито

    Вибросито необходимо для просеивания полученных на компаундере гранул с целью выделения из общего потока частиц определенного размера. Сито имеет сетчатую структуру с калибровочными отверстиями, равными необходимому размеру гранул. При этом калибровка выполняется с разделением на три фракции: гранула требуемого размера, слишком крупная и слишком мелкая. Отсортированный материал попадает в накопительный бункер и далее в секцию растаривания.

    Принцип работы

    В процессе производства изделий из ПКМ особое внимание должно уделяться двум процессам: смешиванию компонентов и фильтрации смеси для исключения инородных тел. Оба этих процесса протекают в экструдере высокой мощности – компаундере.

    Шнек экструдера отвечает за расплавление, перемешивание, перемещение смеси полимеров от зоны загрузки к зоне формования. Это обеспечивается за счет его вращение или колебания в рабочем цилиндре. Нагрев и расплавление полимера обеспечивают нагреватели, закрепленные на корпусе. Одновременно с внешним нагревом частицы расплавляются под действием тепла от силы трения.

    Шнек на отдельных участках нагревается до различных температур. Температура в зоне загрузки, куда из загрузочного бункера подается сырье, поддерживается на уровне 40-800С за счет использования водяных охлаждающих каналов. Тепловой показатель зависит от типа исходного полимера. Здесь шнек имеет крупный виток и большой межвитковый объем.

    На следующем этапе сырье начинает уплотняться и соприкасаться с корпусом компаундера, подогреваемым нагревателями. В результате компаундируемое сырье нагревается от горячих стенок, размягчается или плавится, на поверхности, соприкасающейся со стенками, образуется тонкий слой расплава. В расплаве развивается высокое сдвиговое напряжение, в результате чего к внешнему теплу добавляется внутренний источник тепла. При добавлении компонентов через боковые питатели смесь охлаждается и снова нагревается в процессе перемешивания, одновременно перемещаясь к зоне формования.

    Равномерно перемешанный и гомогенизированный расплав проходит зону дегазации, где через специальный клапан из смеси удаляются газы, пузырьки воздуха и других летучих веществ.

    Температура на выходе из цилиндра (в зоне дозирования) контролируется тепловыми датчиками. Данные выводятся на экран. Если температура выше заданного значения, может наступить деструкция материала. Охлаждение материала на всем протяжении шнека осуществляется путем впрыскивания холодной воды в специальные водяные каналы на корпусе. Для каждого модуля предусмотрены отдельные водяные каналы, что обеспечивает четкий контроль и точечную регулировку температуры.

    Сразу после цилиндра может быть установлена фильера или система фильтрации. Нагрев материала в зоне фильтрации на 15–200С выше, чем предыдущей зоне. Это необходимо для повышения вязкости расплава и его беспрепятственного прохождения через фильтры.

    Проходя через фильеру, расплав формируется в форме стренговых нитей. Диаметр калибровочных каналов фильеры определяет диаметр стренгов. Через каналы расплав продавливается под давлением. К этому моменту он полностью гомогенизирован, перемешан, отфильтрован. В зависимости от способа резки на выходе из формующей головки компаундера стренги нарезаются специальными ножами либо подаются в охлаждающую ванну, где производится охлаждение с последующей резкой. Охлажденный гранулят может иметь форму цилиндра, сферы, куба. После сушки нарезанные гранулы просеиваются через калибрующую сетку для отсеивания некондиционного материала и подаются в бункер-накопитель для последующей фасовки.

    moskva
    moskva
    kazan
    moskva
    dzerzhinsk
    ulyanovsk
    ryazan
    dzerzhinsk
    ulyanovsk
    ulyanovsk