Влияние охлаждения на качество экструдата
Процесс охлаждения оказывает влияние на качество экструдата, основные критерии оценки которого приводятся ниже:
• состояние поверхности (блеск, наличие продольных линий);
• стабильность геометрических размеров;
• устойчивость к механическим нагрузкам и влиянию среды;
• текстура затвердевшего экструдата.
Гладкость и блеск поверхности определенно достигаются на первой стадии охлаждения. Полированный сухой вход в калибратор способствует получению поверхностного глянца, а непосредственное охлаждение жидкостями приводит к образованию матовых поверхностей. Продольные линии на поверхности экструдата возникают вследствие износа калибратора или при попадании твердых частиц в охлаждающую жидкость при влажной калибровке (именно поэтому сухая калибровка часто бывает предпочтительной).
Под размерной стабильностью понимается не только достижение требуемых размеров в пределах заданных допусков, но и стабильность размеров при тепловом воздействии (то есть продольная усадка), на которую влияют замороженные остаточные напряжения в экструдате (возникающие вследствие неравномерного трения разных поверхностей профиля в калибраторе, неравномерного охлаждения различных участков поперечного сечения профиля). Уровень внутренних напряжений можно уменьшить за счет двухстороннего охлаждения (которое, однако, не всегда возможно) [43].
Остаточные напряжения в экструдате влияют также на устойчивость к механическим нагрузкам и на сопротивление к воздействию агрессивных сред. В общем случае, когда при охлаждении экструдата на его поверхность действуют сжимающие напряжения, высокие степени растяжения охлажденных ниже температуры затвердевания слоев (например, вследствие больших сил трения и, как следствие, больших тяговых усилий от тянущего устройства) могут привести к возникновению остаточных растягивающих напряжений на поверхности [23,44,52]. В этом случае профиль будет весьма чувствителен к любому малейшему повреждению поверхности или к воздействию агрессивной среды (растрескивание под воздействием внешней среды).
Текстура, в частности, для толстостенных изделий, зависит от толщины стенок профиля. Это особенно касается полукристаллических термопластов. Вблизи охлаждаемых поверхностей степень кристалличности может быть незначительной, что означает наличие поверхностного слоя без текстуры. Однако внутренние слои, охлаждавшиеся медленнее, обладают ярко выраженной кристаллической структурой и соответствующей текстурой. При увеличении скорости охлаждения толщина пограничного слоя, не имеющего текстуры, значительно возрастает [45,46].