Технологию вальцевания и каландровании рассмотрим на при­мере получения поливинилхлоридных пленок.

На основе поливинилхлорида выпускается значительный ас­сортимент пленок для различных целей: упаковочные общего назначения, упаковочные морозостойкие, для упаковки пищевых продуктов, для скатертей, 'эластичные и др. Свойства пленок и области их применения определяются - составом композиции, или рецептурой.

Полизянцлхлорид. как известно, является жесткоцсиным аморфным полимером с температурой стеклования около 85°С. Температура перехода его в вязкотекучее состояние близ­ка к температуре разложения Поэтому для снижения темпера­туры стеклования — улучшения эластических свойств, морозо­стойкости— в полимер вводят пластификаторы, при этом сни­жается и температура текучести, что улучшает условия перера­ботки. Вид и количество пластификаторов определяется назна­чением пленки.

Для предотвращения термодеструккии в состав композиции вводят стабилизаторы — акцепторы хлороводорода, связываю­
щие выделяющийся при деструкции х. юроводород, и антиокси­данты, тормозящие окислительную деструкцию. Акцепторы хло­рида водорода — это обычно стеараты кальция, кадмия, магния и др., а антиоксиданты — различные соединения свинца. В со­став композиций для пленок для упаковки пищевых продуктов свинцовые соединения ввиду их цысокой токсичности не вводят­ся; вместо них может, например, применяться эпоксидироваи - ное соевое масло. В состав рецептур могут входить красители н наполнители. Ниже приведены рецептуры композиций, ис­пользуемых для получения поливинилхлоридных пленок раз­ных назначений (в масс, ч.) [2]:

Упаковочная		Морозостойкая
ПВХ	:оо	ПВХ	100
ДАФ	50	ДОС	30
Сишшовые белила	0.2	ДАФ	30
Стеарат кальция	3	Силикат свинца	10
Стеарин	1	Стеарат кальция	3

Для tiepilHKOB

TOC o "1-5" h z ПВХ 100

ДОФ 40

Стеарат барии 1

Стеарат кальция I

Полигард I

Днфенилолпропан 0,03

Смешение ингредиентов является важной операцией в тех­нологическом процессе получении пленок из ПВХ. На этой ста­дии процесса достигается равномерное распределение ингреди­ентов во всей массе композиции. Кроме того, здесь происходит капиллярное поглощение пластификатора зернами поливинил­хлорида— полимер набухает в пластификаторе, что сопровож­дается частичным разрушением его надмолекулярной структу­ры. Для производства пленок предпочтителен суспензионный ПВХ с высокой адсорбционной способностью по отношению к пластификаторам. Повышение температуры способствует уско­рению поглощения пластификатора, поэтому процесс смешения (процесс приготовления композиции) производится с подогре­вом.

В результате смешения получается «сухая смесь», т. с. смесь ингредиентов, в которой пластификатор полностью поглощен поливинилхлоридом.

Смешение ингредиентов производится чаше всего в лопаст­ных смесителях или центробежных лопастных смесителях (тур - босмесителях). Центробежные двухстаднйные смесители обес­печивают наиболее высокое качество смешения и, кроме того, сокращение продолжительности операции за счет разделения стадий горячего смешения и охлаждения смеси. На рис. 3.7 п 3.8 изображены схемы центробежных лопастных смесителей, а на рис. 3.9 пояснен принцип их работы. В верхней секции сме-

Рис. 3.7. Схема центробежного лопастного смесителя; 1 — корпус; ? — крышка: ч верхняя лорз. чы Г — нижняя лопасть; 5 — электродвигатель: л" — ременннч передача: 7 станина

сителя турбулентные потоки, возникающие благодаря враще­нию ротора и внешнему обогреву, обеспечивают эффективное смешение всех компонентов смеси. Турбулентный режим под­держивается специальной лопастыо, установленной в верхней части смесителя. В нижней, охлаждаемой секции, куда горячая смесь поступас через пневмозатвор, она охлаждается при ин­тенсивном перемешивании, способствующем теплоотдаче от ма­териала.

Рис. 3.8. Схема днухетадийного центробежного смесителя: i—бак хило;.кого смешения: * - бак горячего см см и ей и и

Рис. 3.9. Схема распределения потоков материала и центробежном смесителе:

/ — специальная лом лети; / корпус смесителя; Я — мешалке

Параметрами процесса смешения являются температура, частота вращения ротора и продолжительность операции. Тем­пературный режим на стадии горячего смешения поддержива­ется в пределах 90—100°С, продолжительность горячего сме­шения 20—40 мин (верхним предел интервалов температур и времени — для высокопластнфицироваиных смесей). Частота вращения ротора определяется конструкцией смесителя.

Приготовленная смесь — композиция поступает в червячный осциллирующий смеситель (ЧОС), где за счет тепла и интен­сивных сдвиговых деформации порошкообразная композиция переходит в вязкотекучее состояние. Температурный режим пластикации находится в интервале 140—1G0сС в зависимости от состава композиции.

Обработка полученной в результате пластикации в червяч­ном смесителе массы на обогреваемых смесительных вальцах завершает подготовку материала к формованию пленки па ка­ландре. Па вальнах происходит дополнительная пластикация материала и удаление летучих веществ. Коэффициент фрикции при вальцевании массы составляет 1,2—1,4, величина зазора между валками устанавливается в пределах 0,5—1,0 мм. Темпе­ратурный режим вальцевания определяется рецептурным со­ставом композиции (°С):

Упаковочная Упаковочная Для парии - морозоетой - ков

кая

Рабочий (передний) ва - 185 180 170

лок

Холостой (задний) валок 180 175 165

Каландрование вальцованной смеси осуществляется на че - тырехвалкоаом Г-образном каландре. Коэффициент фрикции устанавливается в пределах 1,1 —1,3, температурный режим ка - ландровання (Г'С) так же, как и при вальцевании, зависит от

12 13» 15 16

Рис. 3.10. Схема технологической линии для получении поливинилхлоридной пленки каландровым методом:

I — центробежный смеситель: 2 — червячный осциллирующий смеситель; ,Т. 6 — транспор­теры; /—вальцы; 5- ламповый нагреватель; 7 — качающийся транспортер; S— каландр: 9, И — охлаждающие валкн: 10. /7—направляющие валки; 13. 15 — тянущие валки; 13 — нож: 15 — намоточное устройство

рецептуры пленок:

Упаковочная Упаковочная Для парии-

MOpOJOi’IOfl - ков

хан

TOC o "1-5" h z!-й валок* ISO 185 170

2- й валок 175 180 170

3- й валок 170 1-76 165

4- й валок 165 170 155

• Номера валков — по колу материала.

Рассмотренная технология получения пленок из ПВХ пояс­няется технологической схемой, приведенной на рис. 3.10. Ком­позиция из смесителя / самотеком ссыпается в бункер червяч­ного осциллирующего смесителя 2, где под действием нагрева н сдвиговых деформаций в канале червяка превращается в гомо­генную пластическую массу. Масса выдавливается из цилиндра ЧОС на ленточный конвейер 3, который подает ее на вальцы

Таблица 3.1. Возможные дефекты каландрованных пленок и способы их устранения

SHAPE * MERGEFORMAT

Дефекты

Способы устранения

Причнлы &ojhhkh<nhciim Н

Разложение массы (в смесителях, на валь­цах. и каландре) Неполная гомоген чз - цня композиции в чер­вячном смесителе Недостаточная гомоге­низация матерцала после вальцов Матовость пленки

Шероховатость пленки

Наличие в пленке по­сторонних включений

Провисание пленки на вспомогательных вал­ках

Обрыв полотна плен­ки

Завышена температу­ра массы

Занижена температу­ра по зонам: велика скорость экструзии Занижена температу­ра валков или велньа скорость вальцевания Занижены температу­ры валков; нарушен состав рецептуры

Плохо отшлифованы валки каландра Загрязнено сырье; за­грязнено оборудова­ние

Нарушение соотноше­ния скорости 4-го вал­ка каландра и тяну­щего устройства Нарушение соотноше­ния скоростей тянуще­го устройства и 1-го валка каландра

Снизить температуру массы, ос­тановить оборудование и вы­чистить его

Отрегулировать температуру; снизить скорость экструзии

Отрегулировать режим пальце - нания

Отрегулировать температурный режим каландровання; прове­рить правильность загрузки компонентов

Отшлифовать валки каландра

Проверить чистоту сырья; по­чистить оборудование

Отрегулировать частоту вра­щении валков каландра н тя­нущего устройства

Снизить частоту вращении вал­ков каландра и тянущего уст­ройства, вновь произвести за­правку пленки и отрегулиро­вать частоты вращения вал­ков

непрерывного действия -/. Срезанная ножом провальцованная масса снимается в виде ленты и по обогреваемому инфракрас­ными лампами 5 конвейеру 6 поступает на качающийся транс­портер 7, назначение которого — равномерно распределять вдоль приемных валков каландра поступающий материал. Пленочное полотно с рабочих валков каландра через охлаждающие 9 а направляющие 10 валки поступает на три группы охлаждаю­щих валков // и затем тянущими валками /-’i и 15 отводится па намоточное устройство 16. Нож 14 служит для поперечной резки пленочного полотна. Регулировка ширимы пленки произ­водится перемещением дисковых ножей на устройстве про­дольной резки. Контроль толщины пленки осуществляется с помощью изотопного толщиномера, принцип действия которого основан на регистрации интенсивности поглощения у-лучей ра­диоактивного изотопа пленкой. Производительность каландро­вой линии при получении поливинилхлоридной пленки толщи­ной 0,4 мм при ширине 1250 мм — около 500 кг/ч.