Воздух и поры при экструзии. ПНД

химия высокомолекулярных соединений и всего, что так или иначе удалось полимеризовать
whatever got polymerized - comes here. Professionals only!
Ответить
nelson955
Сообщения: 3
Зарегистрирован: Пн дек 05, 2022 10:14 am

Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение nelson955 » Пн дек 05, 2022 10:42 am

Всех приветствую!
В интернете наткнулся на ваш форум. Очень интересно. По поиску не нашел ничего относительно моего вопроса.
У нас такая проблема.
Экструзия ленты на одношнековом экструдере без дегазации ПЭНД трубный черный (теперь такие марки в РФ только СИБУР делает). После экструзии намотка на барабан. Происходит сварка ленты друг к другу.
В конечном изделии образуются воздушные раковины внутри после остывания. Чем больше стенка конечного изделия, тем больше воздуха прямо в центре стенки.
Мы предполагаем, что это из-за слишком высоких летучих веществ в составе ПНД. По сертификату материала должно быть летучих веществ менее 350мг/кг, по факту 485мг/кг. Материал нужен именно ПЭ100 трубный. По сути, альтернатив нет. Ранее использовали трубное корейское сырье - брака почти не было. Но сейчас его не завозят.
Остывание конечного изделия происходит медленно при комнатной температуре.
Что уже было предпринято:
- Дополнительная сушка материала. Не смотря на то, что ПНД не гигроскопичен, мы дополнительно его сушим горячим воздухом сушилкой на бункере экструдера. Эффект не заметен.
- Контроль верхней температуры для уменьшения вероятности горения/деструкции материала. Эффект также мало заметен.
Вопрос:
1 что можно сделать для уменьшения размера и количества раковин внутри изделий?
2 Решит ли проблему одношнековый экструдер с зоной дегазации?
3 если добавить зону дегазации + вакуумное удаление образующихся газов - поможет ли это? на практике трубных производств применяется ли такое решение?
4 Предварительная сушка материала азотом или сухим воздухом - имеет ли смысл в данном случае? Возможно, он его может дополнительно отчистить от летучих веществ?
Хотелось бы обойтись без дорогостоящих приобретений нового ненужного оборудования.
Мой первый пост тут) спасибо.

Аватара пользователя
Сержл
Сообщения: 9553
Зарегистрирован: Пн авг 21, 2006 8:01 pm

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение Сержл » Вт дек 06, 2022 1:05 pm

ММР и ИК снимите по сравнению со старым образцом, тогда можно будет что-то сказать.

Аватара пользователя
Евгений Орлов
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Сб июл 09, 2022 6:59 pm

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение Евгений Орлов » Вт дек 06, 2022 1:12 pm

nelson955 писал(а):
Пн дек 05, 2022 10:42 am
... По сертификату материала должно быть летучих веществ менее 350мг/кг, по факту 485мг/кг...
А объём раковин теоретическому количеству летучих веществ соответствует?
Допустим, что средняя молярная масса летучих веществ 100 г/моль, тогда:
(0.485 / 100) * 22.4 = 0.1086 литра на килограмм сырья. Ну, понятно, что может быть меньше, но хотя бы порядок сходится?
nelson955 писал(а):
Пн дек 05, 2022 10:42 am
...
1 что можно сделать для уменьшения размера и количества раковин внутри изделий?
2 Решит ли проблему одношнековый экструдер с зоной дегазации?
...
Экструдер с дегазацией расплава - это всегда хорошо, но вы с проблемой определитесь. Возможно, что деле в другом. При попытке продавить расплав полимера в щель/отверстие меньше некоторого (слишком большое гидросопротивление) при скорости больше некоторой полимер может "вскипать" - закон Бернулли ещё не отменили. При уменьшении скорости экструзии эффект потенциально может пропасть, это надо установить опытным путём.

Аватара пользователя
Сержл
Сообщения: 9553
Зарегистрирован: Пн авг 21, 2006 8:01 pm

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение Сержл » Вт дек 06, 2022 2:05 pm

а я бы подсыпал вторички и продал :mrgreen:

Polychemist
Сообщения: 9296
Зарегистрирован: Вт дек 21, 2004 11:42 am

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение Polychemist » Вт дек 06, 2022 3:24 pm

Или мела. Или сажи. Или глины.

Аватара пользователя
Сержл
Сообщения: 9553
Зарегистрирован: Пн авг 21, 2006 8:01 pm

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение Сержл » Вт дек 06, 2022 3:34 pm

можно в дмсо растворить, посмотреть наполнители и сшитость (если вторички много)

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4662
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение bigM » Вт дек 06, 2022 8:40 pm

поможите капиталистам нажиться на вас еще больше!
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

nelson955
Сообщения: 3
Зарегистрирован: Пн дек 05, 2022 10:14 am

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение nelson955 » Чт дек 08, 2022 9:57 pm

Евгений Орлов писал(а):
Вт дек 06, 2022 1:12 pm
nelson955 писал(а):
Пн дек 05, 2022 10:42 am
... По сертификату материала должно быть летучих веществ менее 350мг/кг, по факту 485мг/кг...
А объём раковин теоретическому количеству летучих веществ соответствует?
Допустим, что средняя молярная масса летучих веществ 100 г/моль, тогда:
(0.485 / 100) * 22.4 = 0.1086 литра на килограмм сырья. Ну, понятно, что может быть меньше, но хотя бы порядок сходится?
nelson955 писал(а):
Пн дек 05, 2022 10:42 am
...
1 что можно сделать для уменьшения размера и количества раковин внутри изделий?
2 Решит ли проблему одношнековый экструдер с зоной дегазации?
...
Экструдер с дегазацией расплава - это всегда хорошо, но вы с проблемой определитесь. Возможно, что деле в другом. При попытке продавить расплав полимера в щель/отверстие меньше некоторого (слишком большое гидросопротивление) при скорости больше некоторой полимер может "вскипать" - закон Бернулли ещё не отменили. При уменьшении скорости экструзии эффект потенциально может пропасть, это надо установить опытным путём.
спасибо вам за ответ!
никогда не задумывался над таким подходом. я думал, большинство газов "исчезнут" при экструзии)
1 Получается, что если брать содержание летучих веществ 350 мг/кг , то как вы их перевели в 100г/моль?
2 Даже если брать 100 г/моль и получить ,как вы написали,0,1 литра на кг сырья, то это 100см3 на кг сырья! это очень много. даже если взять минимальное изделие в виде 3-4 кг то там, я думаю, нет 300-400 см3 пустых раковин по объему. Там есть и при большой массе изделия такие равковины становятся критичны, но не в таком объеме. Может быть допущена ошибка в первом пункте?
Очень интересная мысль!
3 Про щельевую головку. Там простая щельевая головка с большим расширением (примерно 200мм и лента не всегда заполняется по ширине). Сам экструдер по диаметру 75мм. Не думаю, что там возможны гидросопротивления.
Дайте плз комментарии по пунктам 1 и 2.

AAN
Сообщения: 271
Зарегистрирован: Ср мар 17, 2010 6:05 pm

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение AAN » Пт дек 09, 2022 6:11 am

Очень похоже на вакуумные пузыри, которые при усадке толстых стенок образуются. Нужно исключить для начала.

Аватара пользователя
Евгений Орлов
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Сб июл 09, 2022 6:59 pm

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение Евгений Орлов » Пт дек 09, 2022 3:35 pm

nelson955 писал(а):
Чт дек 08, 2022 9:57 pm
... я думал, большинство газов "исчезнут" при экструзии...
А зачем тогда сушат полимеры и используют экструдеры с дегазацией расплава?
nelson955 писал(а):
Чт дек 08, 2022 9:57 pm
...1 Получается, что если брать содержание летучих веществ 350 мг/кг , то как вы их перевели в 100г/моль?...
Читайте внимательно, я допустил, что 100 г/моль. Это численная прикидка хоть для какой-то определенности. Также напомню, что 1 моль любого газа занимает объём 22.4 литра.
В органической химии слишком много веществ, которые одновременно имеют молярные массы в диапазоне 50...200 и испаряются при температурах переработки полимеров 160...280 С, мне даже не надо знать что это именно за вещество - углеводород нормального строения, изостроения, эфир, кетон, замещенная ароматика, многие галогензамещенные вещества и т.д.
nelson955 писал(а):
Чт дек 08, 2022 9:57 pm
...2 Даже если брать 100 г/моль и получить ,как вы написали,0,1 литра на кг сырья, то это 100см3 на кг сырья! это очень много...
Много. Но я спросил про порядок значения. Порядок величины изменится, при изменении величины примерно в 10 раз, например, 0.1086, 0.075, 0.287 - значения одного порядка, а между 0.1086 и 0.015 разница на порядок. И тут не гадать надо, а взять и измерить плотность продукта и сопоставить с теоретической плотностью полимера без пор, тогда будет полная ясность. Это очень легко делается.

nelson955 писал(а):
Чт дек 08, 2022 9:57 pm
...3 Про щельевую головку. Там простая щельевая головка с большим расширением (примерно 200мм и лента не всегда заполняется по ширине). Сам экструдер по диаметру 75мм. Не думаю...
А я бы подумал... Если бы не было гидросопротивления, то расплав полимера бодро бы вытекал сам под действием силы тяжести, однако, зачем-то придумали экструдер. Поинтересуйтесь математическими расчётами экструдера и развиваемым давлением. Например, вода подаваемая под таким страшным давлением смела бы всю линию, порубила бы в куски нескольких людей в цеху и проломила бы стену. Но расплав полимера так себя не ведёт из-за большой вязкости и действительно больших гидропотерь. Не сравнивайте течение водички и расплава, который у многих полимеров ещё и увеличивает вязкость при росте скорости сдвига - там сложная реология.

nelson955
Сообщения: 3
Зарегистрирован: Пн дек 05, 2022 10:14 am

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение nelson955 » Сб дек 17, 2022 11:19 pm

AAN писал(а):
Пт дек 09, 2022 6:11 am
Очень похоже на вакуумные пузыри, которые при усадке толстых стенок образуются. Нужно исключить для начала.
а как их возможно исключить?
охлаждение происходит естественным образом на открытом воздухе в цеху, полное остывание изделия около суток.
Т.е. понятно, что желательно не форсировать охлаждение, но и затормозить охлаждение невозможно.

Аватара пользователя
bigM
Сообщения: 4662
Зарегистрирован: Ср фев 15, 2017 2:05 am

Re: Воздух и поры при экструзии. ПНД

Сообщение bigM » Вс дек 18, 2022 11:59 am

nelson955 писал(а):
Сб дек 17, 2022 11:19 pm
...но и затормозить охлаждение невозможно.
поместите изделие в домик с термостатом
Не красота спасёт мир, а транквилизаторы.

Ответить

Вернуться в «полимеры / chemistry of polymers»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость