После того как были рассмотрены конструкции головок, предназначенных для экструзии твердых полимерных материалов, перейдем к рассмотрению головок, ис­пользуемых для изготовления вспененных полуфабрикатов. Здесь так же, как и в ра­нее рассмотренных примерах, профили могут быть сплошными или содержать поло­сти, могут состоять из комбинаций твердых и вспененных материалов, образуемых в соэкструзионном процессе.

Предварительные требования для непрерывного производства высококачествен­ной продукции из пеноматериалов включают: подходящую конструкцию шнека, со­став перерабатываемой композиции, правильную конструкцию экструзионной го­ловки и калибратора, и соответствующие условия переработки материала [156].

Существуют два основных метода экструзии вспененных полуфабрикатов:

• вспенивание расплава, содержащего вспенивающий агент, происходит сразу же на выходе из головки;

• вспенивание расплава с пенообразователем осуществляется на более поздних стадиях производства.

При использовании первого метода вспенивание экструдата происходит либо свободно наружу, после чего экструдат поступает в калибратор для калибрования по внешнему контуру и охлаждения, либо в специальном калибрующе-охлаждающем устройстве, примыкающем к экструзионной головке. Этот вариант называется внут­ренним вспениванием. Эти методы используются в основном для изготовления вспе­ненных листов с использованием трубообразных прямоточных головок, на выходе из которых экструдат свободно вспенивается и протягивается через охлаждающее уст­ройство [157].

Кроме того, существуют методы, в которых расплав с пенообразователем или без него подается в соэкструзионную головку для изготовления, например, профиля, со­стоящего из вспененной сердцевины и твердых внутреннего и наружного слоев [159].

Другой из вышеперечисленных методов используется главным образом при пере­работке полиэтилена, который содержит не только вспенивающий, но и сшивающий агенты. Здесь сначала производится обычными методами экструзия плоского полот­на (называемого матрицей), которое сначала подвергают процессу сшивания, а за­тем вспениванию в особой печи [ 158]. Для производства такого полотна используют традиционные широкощелевые экструзионные головки.

Процесс вспенивания экструдата сразу же на выходе из головки предъявляет оп­ределенные требования к конструкции технологической оснастки, которые рассмат­риваются ниже.

Прежде всего необходимо, чтобы газ, выделяющийся в результате действия вспе­нивающего агента, при прохождении расплава через экструдер и экструзионную го­ловку оставался растворенным в расплаве. Иными словами, ни в экструдере, ни в головке не должно происходить преждевременного вспенивания. Такое преждевре­менное вспенивание обычно приводит к появлению лопающихся газовых пузырей у поверхности стенок головки, в результате чего получается некачественное изделие с неровной поверхностью.

Кроме того, следует иметь в виду, что расплав с растворенным в нем газом имеет низкую вязкость и, следовательно, легко протекает через экструзионную головку. Поэтому в экструдере и в головке необходимо создать повышенное давление за счет соответствующей конструкции каналов головки. Например, при экструзии жесткого пено-ПВХ достаточным считается давление от 100 до 300 бар [156]. Некоторые ре­зультаты реологических исследований, полученных при экструзии вспениваемых полимеров, приведены в работе [174].