В настоящее время производство погонажных изделий из древесно - полимерного композита развивается семимильными шагами. Это в первую очередь вызвано низкой себестоимостью изделия и отсутствием существенных недостатков присущих изделиям из дерева, а также доступностью сырьевой базы.
Для снижения удельного веса изделия и соответственно себестоимости применяют подвспенивание расплава. При правильном подходе к подбору компонентов рецептуры можно добиться снижения себестоимости готового изделия на 20% по сравнению с изготовлением такого же изделия из древесины.
На данный момент существует несколько способов экструзии:
- Прямая, одноступенчатая схема экструзии с одновременной подачей всех компонентов с древесным наполнителем в экструдер, предварительно смешав их в смесителе, т.е. традиционная схема экструзии ПВХ.
- Экструзия по двухступенчатой схеме с предварительной грануляцией всех компонентов, что обеспечивает более стабильный процесс экструзии.
- Экструзия с отдельным вводом древесного наполнителя в зону пластикации экструдера, что позволяет избежать обугливания и потемнения наполнителя, меньшее выделение древесиной смолистых веществ, более лучшее смачивание наполнителя полимером и намного уменьшает износ оборудования.
Первой стадией производства является подготовка наполнителя из древесины для последующей переработки. Сначала древесные отходы (целлюлозосодержащие отходы) перемалываются на специальных молотковых мельницах, если требуется переработать более крупные куски древесины - её сначала дробят в дробилках и шредерах. Во время помола целлюлозосодержащих наполнителей они подсушиваются до определённой влажности, если применяется подвспенивание, то влажность стабилизируют до определённого процента влажности, не досушивая волокна, т.к. вода является естественным вспенивателем при экструзии.
Зачастую производство ДПК изделий организуют в совокупности с производством древесных изделий для расширения ассортимента погонажных изделий и переработки собственных древесных отходов, также частично заменяют некоторые деревянные изделия погонажем из ДПК.
Затем в зависимости от технологии экструзии подготавливается смесь аддитивов и полимера, при одноступенчатой схеме и двухступенчатой в купе с древесным наполнителем.
У каждой технологии экструзии ДПК есть свои плюсы и минусы. При одноступенчатой схеме наблюдается нестабильный вес изделия связанный с плохой сыпучестью компаунда, его подвисанием в бункере и раслаиванием, что обуславливает применение в бункере ворошителя чтобы снизить колебание веса и стабилизировать соответственно поцесс экструзии. Хотя существенным плюсом является экономия производственных площадей и отсутствие лишних затрат на дополнительное оборудование.
При организации производства по двухступенчатой схеме необходима установка и покупка дополнительного оборудования, такого как гранулятор. Это естественно увеличивает затраты на оборудование, а также увеличивает необходимые производственные площади под оборудование. Но вместе с тем повышается стабильность процесса экструзии, вес погонного метра готового изделия, стабилизируются физико - механические показатели изделия. Отсутствует зависание сырья в бункере и его раслоение.
При экструзии с непосредственным вводом наполнителя в зону пластикации обеспечивается хорошая смачиваемость наполнителя, уменьшенный износ оборудования за счёт уменьшения абразивного эффекта наполнителя, уменьшается деструкция ПВХ, достигается лучшая диспергция наполнителя в расплаве полимера. Таким способом обеспечивается очень стабильный процесс экструзии, но в то же время резко увеличивается стоимость экструзионного оборудования из-за его технологической сложности. На момент написания данной статьи в странах азии не производят оборудование данного типа.
При производстве изделий из ДПК возникает необходимость увеличения длины сухого калибратора и появляется необходимость использования удлинённых ванн водяного охлаждения, т.к. из-за пониженной теплопроводности материала из ДПК возможно коробление готового изделия после экструзии за счёт разогрева изделия изнутри из-за неполного охлаждения полимера в толще материала. Скорость экструзии ДПК намного меньше скорости экструзии традиционных ПВХ изделий с меловым наполнителем. Также довольно сильно поднимается давление расплава в экструдере, что ведёт к тщательному подбору лубрикантов, вообще, экструзия ДПК более тяжёлый и сложный процесс по сравнению с ПВХ.
Начнём немного разбираться с компонентами древесно-полимерной композиции.
- Древесный наполнитель.
Фракция древесной муки может быть довольно в широких пределах, всё зависит от конечных требований к готовому изделию, шероховатости его поверхности. Обычно при производстве большинства погонажных изделий применяется фракция наполнителя от 60-80 до 150-250 мкм, повторюсь - всё зависит от конечных требований к готовому изделию. Чем меньше фракция помола древесного наполнителя тем более гладкую поверхность готового изделия можно получить. В зависимости от того какая древесина применяется в качестве наполнителя зависит и цвет получаемого изделия, так, например берёзовая мука даёт изделию цвет "слоновой кости", а сосновая (особенно с корой) " шоколад". - ПВХ.
Для экструзии ДПК лучше всего подойдёт смола с К= 60-62 если планируется вспенивание, для монолитных изделий можно использовать с К до 70. - Стабилизаторы.
В настоящее время практически у всех производителей аддитивов для ПВХ есть решения по применению комплексных стабилизаторов на ДПК производстве. Зачастую комплексные стабилизаторы для ДПК на порядок дороже чем для окон ПВХ и прочего погонажа ПВХ, это вынуждает производителей ДПК использовать стабилизирующие комплексы для оконных профилей ПВХ, дорабатывая рецептуру синглами.
В России все производители используют стабилизаторы на основе свинца ввиду их дешевизны и более широкого диапазона рабочих температур. - Смазки (лубриканты).
В связи с повышенной нагрузкой при переработке ДПК компаунда применяют более высокое количество внешних смазок. Также необходим более тщательный подбор смазок, чтобы уменьшить забивание ими вакуумных отверстий в калибраторе и уменьшить количество вынужденных остановок линии для их чистки. - Модификатор перерабатываемости (процессинговые добавки).
В качестве модификаторов перерабатываемости используют те же акриловые процессинговые добавки что и при экструзии ПВХ. Неплохо показывают себя высокомолекулярные акриловые модификаторы применяемые в высоконаполненных и вспененных композициях ПВХ.
Также в качестве дополнительного наполнителя используют мел с фракцией до 2 мм, хотя предпочтительней использовать мел с размером частиц 1 мкм, особенно при производстве вспененных ДПК изделий, где он играет роль нуклеатора - центра образования пузырьков, что ведёт к стабильности размера газовых пузырьков.
Для повышения ударной вязкости у готового изделия применяют модификаторы ударной вязкости, как акриловые, так и хлорированный полиэтилен. Применение акриловых модификаторов наиболее целесообразно при производстве ДПК изделий для наружного применения, обусловленно это меньшим короблением изделия при нагреве солнечными лучами, аналогичная ситуация возникает при производстве ПВХ изделий. Для внутреннего применения ДПК изделий вполне подойдёт хлорированный полиэтилен, он же СРЕ-135, его применение позволяет снизить себестоимость продукции за счёт его более низкой цены относительно акрилового модификатора.
При вспенивании ДПК используют вспениватели на основе азодикарбонамида (АДК), т.к. он позволяет получить наиболее больший выход газа по сравнению с другими вспенивателями. Здесь также можно снизить себестоимость продукции используя бикарбонат натрия (натрий двууглекислый или пищевая сода) в смеси с АДК. На вспенивание также влияет остаточная влажность муки, вспенивание можно повысить используя муку с влажностью порядка 7%, более высокую влажность применять не стоит иначе процесс вспенивания дестабилизируется.
Также для лучшей диспергации компонентов смеси можно добавить0,5-1 м.ч. жидкого пластификатора ДОФ или ЭСМ, лучше использовать ЭСМ, у него наблюдается более низкая склонность к миграции, особенно у изделий окрашенных в массе.
Для изделий расчитанных на эксплуатацию на открытом воздухе необходимо применение УФ стабилизаторов и стабилизаторов на основе ТОССа, самым простым и распространённым УФ-стабилизатором для ПВХ является диоксид титана.
Приводить рецептуры композиции здесь не буду, т.к. они очень сильно различаются от вида экструзии, применямого экструзионного оборудования и типа производимых изделий.
| Технология экструзии армированных шлангов ПВХ< Предыдущая | Следующая >Технология смешения композиций ПВХ |
|---|



Комментарии
Подводных камней конечно много, их много вообще в экструзии=) постоянно узнаешь что-нибудь новое=)
можно обсудить эту тему на форуме, в статье никак не получается все описать, обычно через форумное общение много деталей вылазиет=)
Вот и появились здравые мысли по поводу ДПК на основе ПВХ. Но есть еще много подводных камней в этой области!
температуру плавления можно регулировать химией, про пвх с К=70, да, без пластификатора переработка тяжеловата, но возможна...
в принципе практически любое изделие ПВХ можно производить с ПВХ с К в довольно широком промежутке, всё ограничивается лишь опытом технолога и операторов....по поводу вообще не плавится, я бы поспорил, потому что сам перерабатывал с К=70, только не на ДПК, без пластификатора, на ДПК работали люди с таким показателем К, хотя это скорее всего было как эксперимент, но прошло нормально, единственно что на вспененном ДПК тяжело получить нормальное качество пены...
З.Ы. Всегда рад видеть понимающих людей в качестве посетителей своего сайта=)
З.Ы.Ы. если есть что добавить пишите в личку, добавлю!
по насыпной плотности , Вы тоже правы.
но сейчас от двух ступенчатой схемы все стараются уйти, так как это влечет дополнительные расходы.
в определенных случаях можно добиться более менее стабильной пульсации давления, да и в основном из ДПК сейчас большинство делают не очень требовательные изделия... да, идеальный вариант работать с гранулой, но не всем это доступно... в случае отключения электричества даже если вы работаете на обычном ПВХ - будет тоже самое, а боковой ввод недоступен пока только из-за высокой стоимости такого оборудования, в целом эта статья расчитана на дешевое азиатское оборудование, т.е. китайское...
Владимир, спасибо за критику!!!
Да, я в курсе что 6-7% на пределе, поэтому и написал про максимум 7%, когда идут на уменьшение себеса уже не смотрят на износ оборудования, убедился из своего опыта, большинство смотрит на это так: сейчас мы сделаем дешевую продукцию Nое количество, с этого поимеем прибыль Х, оборудование оправдалось, а потом уже на сколько хватит, если что новую линию возьмем...
так думают большинство владельцев...
С интересом познакомился с материалами по экструзии ПВХ и ДПК на этом сайте..
Есть ряд неточностей.
Которые вызывают массу вопросов.
Например. Использование смол с К-65 в ДПК мало возможно. Ввиду высоких теператур переработки. Такие температуры равны температурам пиролиза древесной муки. Хорошо - если вы не загоритесь. А вот ускорение выделения ЛОИ при таких температурах из древесины вам обеспечено и может поломать вам химизим процесса переработки. Второе, смола К-70 без пластификатора вообще не плавится... А с пластификатором, её рабочие температуры под 210*С. А это на 20*С выше порога пиролиза...
С уважением.
такие системы существуют и на ПВХ, минуя миксер...
конечно существенным плюсом является отсутствие ошибок из за человеческого фактора при приготовлении смеси, оперативность в изменении состава и пониженное потребление электроэнергии за счет отсутствия дополнительного оборудования..
Но пока что цены на такое оборудование пугают отечественных производителей, о рентабельности производства начинают задувываться после приобретения китайского дешевого оборудования с низкой производительностью и необходимостью повышенного привлечения человеческих ресурсов...
Тогда начинают снижать себестоимость применением дешевых и порой некачественных исходных материалов, уменьшением количества аддитивов, в итоге получается некачественная продукция с ценой солидного товара...
По влажности, да, влажность должна быть не более 6-7% для подвспененных изделий, а для монолитных лучше применять муку с еще более низкой влажностью...
ещё видел, что исходный материал должен быть сухой(влажность не более 6-7%), иначе начинаются проблемы с чистотой поверхности(например - поперечные разрывы поверхности). с подвспененными профилями из ДПК не приходилось работать.