Ресурсосбережение и экология в переработке и применении пластмасс

Август 22, 2022

Главная
Химия
Ресурсосбережение и экология в переработке и применении пластмасс

Содержание

2. Ресурсосбережение – экономия ресурсов
4. Материалосбережение За счёт экономии полимерного сырья - Экономия полимерного сырья в многослойных изделиях (плёнки, трубы, литьевые
5. Этапы создания материала с заданным комплексом свойств Анализ технических требований Выбор конструкции материала и состава входящих
6. Принципы создания комбинированных многослойных плёнок (МКП) Широта применения МКП объясняется практически неограниченными возможностями варьирования их свойств
7. Тенденция снижения толщины за счет получения многослойных пленок Анализ специалистов корпорации EXXON показывает, что процесс имеет
8. Преимущества увеличения слоев в многослойных пленках До настоящего времени пятислойные технологии использовались по большей мере при
9. Блок-схема структуры способов производства многослойных плёнок
10. Блок-схема структуры способов производства комбинированных многослойных материалов
12. Схема процесса изготовления многослойных пленочных материалов методом соэкструзии с соединением слоев расплавов на выходе из головки
13. Схема процесса экструзионного ламинирования 1 — размоточное устройство; 2 — экструдер; 3 — прижимной валик; 4
14. Схема процесса сухого каширования 1 — устройство для размотки пленки основы; 2 — узел нанесения клея;
15. Кашировальная машина
16. Многослойные плёнки
17. Термоусадочные пленки Пленка термоусадочная – это полимерный материал, специально разработана для упаковки различных товаров. Пленки способны
18. Ориентация макромолекул в термоусадочных пленках Эффект ориентации макромолекул и, соответственно, термоусадочные свойства пленки, состоит в формировании
19. Влияние формы рукава на свойства термоусадочной пленки Возможны две крайние формы рукава – плавная (коническая) и
20. Технология двойного раздува рукава «дабл бабл» Можно ли повысить прочность пленки, не изменяя при этом ее
21. Состав линии для технологии двойного раздува В состав линии входят следующие узлы: экструзионная секциияс системой подготовки
22. Общая схема установки двойного раздува рукава
23. Классификация стретч-пленок Стретч-худ (упаковка в растягивающуюся пленку) - это одна из наиболее динамично развивающихся упаковочных технологий
24. Стрейч-пленки Стрейч (растягивающаяся) пленка является упаковочным материалом. Для ее производства используются сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВА),
25. Схема производства стретч плёнки
26. Технология производства БОПП пленок Существует поочередный (двухстадийный) и одновременный (одностадийный) способ осуществления продольного и поперечного растяжения
27. Схема одновременной ориентации ПП пленки в двух направлениях К1 - степень вытяжки по длине, К2 -
28. Схема двухстадийной вытяжки ПП пленки Схема линии получения двухосно ориентированной пленки методом плоскощелевой экструзии в ширильной
29. Получение ориентированной пленки тройным раздувом рукава «трибл бабл» Метод «трибл бабл»- это метод «Дабл бабл», дополненный
30. Что такое процесс Triple Bubble? Экструзионно раздувной процесс в котором формируется три рукава в процессе экструзии
31. Ключевые этапы: (2) Основной рукав (первый раздув) Мгновенное охлаждение очень важно для следующего этапа ориентации!! Полимеры
32. Ключевые шаги: (3) Подготовка основного рукава для очередного раздува инфракрасный нагрев или ванна с горячей водой
33. Ключевые этапы: (4) Второй раздув - ориентация Продольное ориентирование создается за счет разности скоростей приводных валков
34. Ключевой этапы: (5) Third Bubble – Этап термофиксации (стабилизация) Установками контроля температуры для управления коэффициента усадки
35. Отличительные особенности линий тройного раздува Triple Bubble® ф. KUHNE Ширина пленки до 2 400 мм (рукав)
36. Отличительные особенности технологии Triple Bubble® до 6 раз выше барьер по O² EVOH, PA до 4
37. Многокомпонентное соединение различных пластмасс путем литья под давлением
38. Процесс соинжекции
39. Примеры применения многокомпонентного литья
41. Развитие в промышленности России новых технологий целенаправленного управления конструкциями изделия и структурой полимера в процессе их
48. Схема поперечного сечения газового канала, на которой показа заполнение полимерного расплава и газа, где доля толщины
51. Основные преимущества литья под давлением с подачей газа для различных типов изделий Поперечное сечение изделия в
52. Влияние углекислого газа на вязкость газонаполненного ABС пластика (источник Дж. Авери, К.Т.Окамото «Специальные технологии литья под
53. Схема литья под давлением с водой
57. Схема микроячеистого процесса литья (источник Дж. Авери, К.Т.Окамото «Специальные технологии литья под давлением») Подача гранулята Транспортирование
58. Диаграмма разброса размера детали
59. Тонкостенный контейнер (источник Дж. Авери, К.Т.Окамото «Специальные технологии литья под давлением») Материал контейнера, изображенного на рисунке
61. Интегрированная мягкая на ощупь поверхность. Крышка подушки безопасности KIA ‘K1’
62. Технологии будущего: легковесные конструкции
63. Реактивное литье
64. ПВХ-O Физический процесс, модифицирующий молекулярную структуру Молекулярная ориентация ПВХ-O Класс 500 /ПВХ-O 1135 Более выраженная слоистая
65. ПВХ-O класс 500 выдающиеся механические свойства ПВХ-O ПВХ-О МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Ударная вязкость Эластичность Распространение трещин Усталостная
66. Инженерный выбор полимерных материалов с целью материалосбережения и энергопотребления Полимерные материалы, как материалы на основе органических
67. Инженерный выбор полимерных материалов (продолжение) Особенности физико-химической организации пластмасс обеспечиваются введением разнообразных эмпирических коэффициентов, корректирующих величину
68. Основные физико-химические процессы при переработке полимерных материалов В основе всех технологических процессов переработки полимеров, в т.
69. При разработке технологического процесса изготовления изделия (детали) исходным пунктом являются требования к качеству изделия по: -соответствию
71. Алгоритм выбора полимерных материалов Промышленностью выпускается огромное количество всевозможных марок ПМ, используемых для изготовления изделий различного
72. Алгоритм выбора полимерных материалов Первая задача - выбор базового полимера, который основан на изучении комплекса наиболее
73. Алгоритм выбора полимерных материалов На втором этапе выбора ПМ нужно проанализировать возможности улучшения эксплуатационных свойств базовых
74. Конструкционные ПМ Модуль упругости при растяжении различных ПМ Значения характеристик реактопластов (фенопластов, аминопластов, эпок- сидных и
75. Конструкционные ПМ Твердость по Бринеллю различных ПМ Для оценки способности изделий и покрытий из пластмасс сопротивляться
76. Температурные характеристики
77. Ударопрочные ПМ Ударопрочные ПМ могут работать при воздействии ударных нагрузок. Энергия удара при хрупком разру- шении
78. Морозостойкие ПМ Морозостойкость различных ПМ Морозостойкие ПМ могут эксплуа- тироваться при низких температурах. Морозостойкость определяется температурной
79. Обобщенные данные потребительских свойств различных ПМ
80. Алгоритм выбора - пример
81. Возможности снижения себестоимости продукции в производстве литьевых изделий Уровень себестоимости является одним из важнейших факторов, определяющих
82. Ориентировочная структура себестоимости производства литьевых изделий из пластмасс
83. Себестоимость продукции, изготовленной литьём под давлением В качестве примера для разработки мероприятий по модернизации рассматривается среднее
84. При разработке состава мероприятий на каждом этапе проводится следующая аналитическая работа: технологический анализ производства; технико-экономическая проработка
85. Возможности снижения себестоимости литьевой продукции на 1 этапе
86. Второй этап: совершенствование технологии На 2 этапе разрабатываются мероприятия, направленные на совершенствование технологических процессов на базе
87. Возможности снижения себестоимости литьевой продукции на 2 этапе.
88. Третий этап: оптимизация технологических процессов и модернизация производства. На 3 этапе разрабатываются мероприятия, направленные на системную
89. В целом, на 3 этапе проводятся наиболее капиталоемкие мероприятия, обеспечивающие существенное снижение себестоимости и изменение ее
90. Возможности снижения себестоимости литьевой продукции по этапам
92. Скачать презентацию

Слайд 2

Ресурсосбережение – экономия ресурсов

Слайд 3

Слайд 4

Материалосбережение
За счёт экономии полимерного сырья
- Экономия полимерного сырья в многослойных

изделиях (плёнки, трубы, литьевые изделия)
- Применение технологии химического и физического вспенивания в процессе литья, литья с газом; литья с водой; микроячеистого литья
- Экономия сырьевых полимерных ресурсов за счёт усовершенствования конструкции изделий
- Использование наполнителей и армирующих систем.
- Замена термореактивных материалов на термопластичные

Слайд 5

Этапы создания материала с заданным комплексом свойств
Анализ технических требований
Выбор конструкции

материала и состава входящих в него слоев

Разработка техпроцесса получения материала

Рекомендации по изготовлению изделий из них

Слайд 6

Принципы создания комбинированных многослойных плёнок (МКП)
Широта применения МКП объясняется практически неограниченными

возможностями варьирования их свойств за счет: - выбора состава композиционного материала; - установления порядка чередования слоев; - обеспечения необходимого уровня адгезионного взаимодействия между слоями; - выбора оптимальной технологии и оборудования для получения конкретного материала.
Порядок чередования слоев, т.е. структура композиционного упаковочного материала, определяется его функциональным назначением. Внешний слой (субстрат) осуществляет защиту от внешнего воздействия, а также служит основой для нанесения красочной печати. Обычно это двухосноориентированные полиэфирные, полипропиленовые или полиамидные пленки, бумага, картон. Внутренний слой обеспечивает герметизацию упаковки. Средний и внешний слой обеспечивают барьерные свойства.
Монолитность композиционного упаковочного материала достигается за счет адгезии. Адгезией называется сложный комплекс явлений, приводящих к соединению разнородных тел, приведенных в контакт, в единое целое. На способности полимеров к адгезии основано их использование в качестве пленкообразующих материалов (клеи, герметики, покрытия), а также при получении наполненных и армированных полимерных материалов. Для создания адгезионного соединения один из материалов должен быть пластичным, текучим (адгезив) а другой может быть твердым (субстрат).

Слайд 7

Тенденция снижения толщины за счет получения многослойных пленок
Анализ специалистов корпорации EXXON

показывает, что процесс имеет дополнительные
измерения. Количественные оценки показывают, что, по мере совершенствования
технологий, толщина пленок имеет тенденцию к уменьшению со средним темпом 3,5% в год.

Примечание: ЛПЭНП под маркой Exceed со структурой и Enable

Слайд 8

Преимущества увеличения слоев в многослойных пленках
До настоящего времени пятислойные технологии использовались

по большей мере при производстве
симметричных барьерных материалов. Однако преимущества 5-слойных полиолефиновых пленок
перед 3-слойными этим не исчерпываются. Выгоды двух дополнительных слоев оказываются довольно
существенными и заключаются в следующем:
1. Диапазон соотношений толщин материалов в составе пленки увеличивается в полтора раза, что позволяет экономить до 30% дорогостоящих добавок;
2. Значительно растет количество возможных типовых комбинаций слоев;
3. В большей степени проявляется положительный эффект ориентации молекул по границам слоев, пленка становится более жесткой, прочной и стойкой, а также менее проницаемой для газов и запахов;
4. Появляется дополнительная возможность увеличения производительности за счет
введения упрочняющих и процессинговых добавок, а также повышения температуры
наружных слоев при пониженных температурах внутренних слоев;
5. Появляется возможность выпуска симметричных барьерных пленок;
6. уменьшается вариация толщины (разнотолщинность) пленки;
7. уменьшается влияние единичных дефектов отдельных слоев на качество пленки.

Слайд 9

Блок-схема структуры способов производства многослойных плёнок

Слайд 10

Блок-схема структуры способов производства комбинированных многослойных материалов

Слайд 11

Слайд 12

Схема процесса изготовления многослойных пленочных материалов методом соэкструзии с соединением слоев

расплавов на выходе из головки (А), в адаптере (Б) и в головке (В)

1 — экструдер; 2 — головка с адаптером;
3 — охлаждающие валики;
4 — устройство для намотки готового материала

Слайд 13

Схема процесса экструзионного ламинирования
1 — размоточное устройство;
2 — экструдер;
3 — прижимной

валик;
4 — охлаждающий вал;
5 — намоточное устройство

Слайд 14

Схема процесса сухого каширования
1 — устройство для размотки пленки основы;
2 —

узел нанесения клея;
3 — сушильная камера (для клеев с растворителем);
4 — узел дублирования;
5 — устройство для размотки технологического слоя;
6 — устройство для намотки готовой пленки

Слайд 15

Кашировальная машина

Слайд 16

Многослойные плёнки

Слайд 17

Термоусадочные пленки
Пленка термоусадочная – это полимерный материал, специально разработана для упаковки

различных товаров.
Пленки способны сжиматься при определенных повышенных температурах. Такой способ удобен при транспортировке, потому что обеспечивает хорошую фиксацию изделий между собой, и хранении – защищает вещи от влаги, пыли, излучений ультрафиолета. Объединенные пленкой в одну группу продукты производства легко складывать штабелями. Благодаря прозрачности упаковки всегда видно наименование и назначение хранимого.
Термоусадочные пленки применяются в качестве упаковочного материала, в электротехнических устройствах, трубопроводной технологии, в транспортном машиностроении для создания эффективных герметизирующих, изолирующих и иных защитных соединений, упаковки изделий и грузов в пищевой, строительной отраслях. Известны примеры использования подобных изделий в медицине.

Слайд 18

Ориентация макромолекул в термоусадочных пленках
Эффект ориентации макромолекул и, соответственно, термоусадочные свойства

пленки, состоит в формировании изделия в таких температурных условиях и в таком физическом состоянии полимера, когда в нем «замораживается» несвойственная ему и поэтому временная вынужденная надмолекулярная организация.
Например, в кристаллическом полимере, для которого в равновесном состоянии характерна пачечно-фибриллярная физическая организация, сформирована и «заморожена» структура макроцепей с вытянутыми сегментами при сохранении неизменными положений их концов. Подобная несвойственная данному полимеру физическая структура преобразуется в структуру кристаллическую, например в пачечную или пачечно-фибриллярную; как только изменяются внешние условия, «замороженность» прекратится, а макромолекулярная или сегментальная подвижность восстановится. Нагрев таких изделий до температуры «размораживания» приводит к изменению их геометрии, называемому термоусадкой. Вытягивание фрагментов макромолекул по вектору деформирования, т. е. их ориентация, сопровождается повышением прочности полимера в направлении вектора ориентации.

Слайд 19

Влияние формы рукава на свойства термоусадочной пленки
Возможны две крайние формы рукава

– плавная (коническая) и грибовидная. Последняя является предпочтительной, так как позволяет разделить процессы продольной и поперечной вытяжки, а значит, позволяет их регулировать.
Для ПЭНП термоусадка происходит в узком интервале температур (106 − 121 °С), при этом раздув полностью компенсируется (усадка 100 %) при температуре 117 °С.
До Нр осуществляется продольное ориентирование пленки, выше - ориентирование поперечное. Соотношение длин «ножки» и «шляпки» регулируется скоростью отвода рукава, высотой линии «кристаллизации», количеством и направлением потоков охлаждающего воздуха.
Значение термоусадки зависит от температуры процесса. Если необходимо получить минимальную силу усадки, то процесс ведут в нижней части температурного диапазона; при необходимости максимальной величины усадки - в средней.

Схемы раздува пленки с конической (а) и «грибообразной» (б) формой рукава.
1 – фильера; 2 – рукав пленки;
3 – высота Нкр линии кристаллизации;
Нр – высота расширенной части «грибообразного» рукава

Нкр

Слайд 20

Технология двойного раздува рукава «дабл бабл»
Можно ли повысить прочность пленки, не

изменяя при этом ее толщину? Ответ на этот вопрос дает метод, получивший название «Дабл бабл» (Double Bubble - двойной раздув).
Начало процесса совпадает с выдувом по схеме «сверху вниз», однако после прохождения через водяную ванну рукав отправляется не на намотчик, а складывается и вытягивается с помощью приемно- вытяжных валков наверх башни, получившей название «башня ориентации». Далее рукав немного раздувается, проходит сверху вниз через систему печей, нагревающих его для увеличения пластичности, и, наконец, попадает в камеру ориентации, в которой следует очень сильный раздув в поперечном направлении TD (Transversal Direction), благодаря чему пленка приобретает в этом направлении повышенную прочность и выдающуюся способность к усадке. Одновременно, за счет разницы скоростей приемно-вытяжных валков наверху башни и приемных валков на намотчике, пленка растягивается и в продольном направлении MD (Machine Direction). Таким образом, пленка становится двуосноориентированной и приобретает при этом отменные усадочные свойства.
Пленка, изготовленная с помощью данного метода, обычно имеет толщину от 11 до 35 мкм и используется для упаковки наборов одноразовой посуды, компакт-дисков и видеокассет, фотоальбомов и игрушек, и вообще любых предметов, имеющих сложную геометрическую форму или требующих соединить несколько предметов друг с другом в единую упаковку (например, чашка и блюдце, два шампуня, и т.д.)
Пленки, полученные по методу двойного раздува, широко применяются для упаковки практически всех видов потребительской продукции, как промышленной, так и пищевой.
Малая толщина (от 12 микрон) и низкий удельный вес (0,92 г/куб. см ) в сочетании со свариваемостью и термической усадкой приводят к рекордно низким показателям стоимости упаковки. Применение современных полимеров позволило снизить температуру усадки на 20 градусов. Высокая, до 80%, степень усадки позволяет получать эффект «второй кожи» и упаковывать изделия сложной формы.

Слайд 21

Состав линии для технологии двойного раздува
В состав линии входят следующие

узлы:
экструзионная секциияс системой подготовки и загрузки сырьевых компонентов,
соэкструзионная головка,
секция формирования первичного рукава с водяным кольцом и калибратором, задающим диаметр рукава,
вспомогательный намотчик, необходимый при запуске линии,
башенная структура с верхним вытягивающим устройством,
печи предварительного нагрева,
секция ориентации,
кольца воздушного охлаждения,
нижнее вытягивающе-растягивающее устройство,
вытягивающее устройство для обрезанных кромок материала,
складывающий рольганг,
бесконтактный сканер-толщиномер,
режущая группа,
двухстанционный вращающийся намотчик и система управления.

Слайд 22

Общая схема установки двойного раздува рукава

Слайд 23

Классификация стретч-пленок
Стретч-худ (упаковка в растягивающуюся пленку) - это одна из наиболее динамично развивающихся упаковочных технологий объединительного паллетирования

грузов.

Слайд 24

Стрейч-пленки
Стрейч (растягивающаяся) пленка является упаковочным материалом. Для ее производства используются сополимеры

этилена с винилацетатом (СЭВА), специальные марки линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП), а также некоторые сополимеры этилена с высшими α-олефинами. Эти полимеры характеризуются значительной деформативностью в твердом состоянии, достигающей для отдельных марок 500-600% при сравнительно невысоких прочностных свойствах (σр=3÷13 МПа).
Стрейч-пленку производят по традиционной рукавной или плоскощелевой технологии из гранулированного сырья. Обычно толщина такой пленки составляет до 30 мкм, ширина до 500 мм. Пленка может быть одно- и многослойной.
Основные потребительские характеристики стрейч-пленки следующие: - престрейч - относительная деформация, на которую может быть растянута, пленка при обертывании продукции с обеспечением гарантированного скрепления объекта и без образования в ней разрывов и надрывов. Для различных марок это значение может составлять от 50 до 500 %.;
- прочность;
- относительное удлинение в продольном и поперечном направлениях;
- стойкость к проколу и раздиру;
- прозрачность;
- гибкость;
- стягивающее усилие - усилие, создаваемое остаточным напряжением в пленке после ее растяжения при обмотке или упаковке объектов. Растянутая пленка работает в условиях постоянного значения относительного удлинения, поэтому действующее в ней напряжение растяжения снижается во времени и стягивающее усилие в пленке будет уменьшаться тем быстрее, чем выше температура окружающей среды.

Слайд 25

Схема производства стретч плёнки

Слайд 26

Технология производства БОПП пленок
Существует поочередный (двухстадийный) и одновременный (одностадийный) способ

осуществления продольного и поперечного растяжения плоскощелевой пленки.
При поочередной технологии сначала осуществляют продольную вытяжку вдоль (вдоль направления ее движения) в 5-7 раз, а затем поперечную в 8-9 раз. Продольная вытяжка происходит за счет разности скоростей вращения подающих и тянущих валков с получением одноосной ориентации пленки. Затем эту пленку снова подогревают до определенной температуры и растягивают в направлении поперечном направлению движения. Растяжение производится при помощи специальных захватов, часто называющихся клуппами, и ширильной рамы. Клуппы закреплены на бесконечной закольцованной цепи и движутся по расширяющейся раме. В результате при продольной движении пленки происходит ее растяжение в поперечном направлении.
При одновременном спообе растяжения пленки клуппы движутся по расширяющейся раме с увеличивающейся скоростью. В результате получается двухосно ориентированная пленка. При одновременном способе ориетации кратность вытяжки, как в продольном, так и в поперечном направлениях, может регулироваться от 4 до 9 раз в зависимости от конструкции оборудования.

Слайд 27

Схема одновременной ориентации ПП пленки в двух направлениях
К1 - степень
вытяжки по

длине,
К2 - по ширине
пленки

20 – клуппы
21 – движущаяся непрерывная цепь
22 – обрезанная кромка пленки
23 – намоточное устройство

Зависимость, связывающая Т2 с Т1: Т2=Т1 + (20 ÷30 °С).
Для кристаллизующихся полимеров
Т2 пред < Тмах. скор.крист.

Зоны: IV – подогрева,
V – двухосной ориентации,
VI – термофиксации,
VII - охлаждения

Слайд 28

Схема двухстадийной вытяжки ПП пленки
Схема линии получения двухосно ориентированной пленки методом

плоскощелевой экструзии в ширильной раме с поочередной вытяжкой
вдоль (продольная ориентация) и поперек (поперечная ориентация) линии экструзии.

Схема получения БОПП пленок включает: экструзию ПП пленки через плоскую
щель, охлаждение на охлаждающем барабане, затем однооснаная вытяжка в системе подогреваемых валов с разной скоростью вращения с фиксацией продольной ориентации, затем дополнительный нагрев и вытяжка с поперечном направлении с фиксацией созданной ориентации. Далее у пленки обрезают кромки, сматывают в рулон. Дополнительно рулоны разрезают на рулоны определнной ширины, наносят печать и поставляют потребителю.

Слайд 29

Получение ориентированной пленки тройным раздувом рукава «трибл бабл»
Метод «трибл бабл»- это

метод «Дабл бабл», дополненный еще одной башней, назначение которой – уменьшить усадку до заданного уровня. Такая технология используется для изготовления колбасных и сосисочных оболочек, обладающих высокими барьерными свойствами по отношению к кислороду, а также для производства пленок с мембранным эффектом, которые в силу эффекта избирательности являются барьером для одного газа и, вместе с тем, могут пропускать другой газ без каких-либо проблем. Такая длительного хранения охлажденных (незамороженных) мясопродуктов при плюсовой температуре, некоторых сортов мягкого сыра, который, находясь внутри упаковки в стадии вызревания, выделяет углекислый газ, который необходимо выпустить наружу и, вместе с тем, не допустить проникновения внутрь окружающей атмосферы.
Для управления процессом кристаллизации должна иметься возможность варьирования скорости охлаждения при формовании рукава – чем быстрее охлаждение, тем меньше кристалличность. Как правило, первичный рукав при формовании охлаждается водой, так
как толщина стенки рукава может достичь 1,0–1,5 мм, а вода – это наиболее эффективная доступная среда для отбора теплоты. Рукав либо погружается в ванну с холодной водой, либо орошается снаружи
с помощью так называемого водного кольца или разбрызгивателей. Температурой воды или скоростью потока воды можно ускорять или замедлять процесс отвердевания полимера и, тем самым, регулировать степень кристалличности.

Слайд 30

Что такое процесс Triple Bubble?
Экструзионно раздувной процесс в котором формируется

три рукава в процессе экструзии до финишной намотки
Ключевые этапы:
(1) Пластикация
от 1 до 13 экструдеров; от 1 до 13 слоев

Слайд 31

Ключевые этапы:
(2) Основной рукав (первый раздув)
Мгновенное охлаждение очень важно

для следующего этапа ориентации!!
Полимеры должны охлаждаться до аморфного или кристаллического состояния
Охлаждение при помощи воды

Слайд 32

Ключевые шаги:
(3) Подготовка основного рукава для
очередного раздува
инфракрасный

нагрев или ванна с горячей водой
контроль температуры полотна

Слайд 33

Ключевые этапы:
(4) Второй раздув - ориентация
Продольное ориентирование создается за счет

разности скоростей приводных валков
Поперечное ориентирование управляется давлением воздуха.
Основные коэффициенты раздува: от 2,5 – 4 до 3,5 – 5

Слайд 34

Ключевой этапы:
(5) Third Bubble – Этап термофиксации (стабилизация)
Установками контроля температуры

для управления коэффициента усадки в конечном продукте
Стандартно: 15% для колбасной упаковки
30->70% для термоусадочных пакетов
0-≤5% для покрывных пленок
Основной процесс происходит во время 3-го раздува
Температура регулируется нагретым потоком воздуха или пара

Слайд 35

Отличительные особенности линий тройного раздува Triple Bubble® ф. KUHNE
Ширина пленки до

2 400 мм (рукав) = 4 800 мм после раскрытия
До 13-ти слоев
Скорость до 300 м/мин
Толщина пленки: макс. 150 µм
минимум 15 µм

Слайд 36

Отличительные особенности технологии Triple Bubble®
до 6 раз выше барьер

по O² EVOH, PA
до 4 раз выше барьер по H₂O PP, HDPE, COC
до 6 раз сопротивление на прокол PA, PET
значительное ул. прозрачности PET, PP
значительное ул. прочности PA, PET, COC
до 17 слоев
контролируемая усадка до 70% или производство практически без усадки

PET / T / PO / T / PA / EVOH / PA / T / PO

прочность
теплоустойчивость

Барьер - H2O

Сварные с-ва
Барьер - H2O

Барьер - O2

прочность
Барьер - O2

Слайд 37

Многокомпонентное соединение различных пластмасс путем литья под давлением

Слайд 38

Процесс соинжекции

Слайд 39

Примеры применения многокомпонентного литья

Слайд 40

Слайд 41

Развитие в промышленности России новых технологий целенаправленного управления конструкциями изделия и

структурой полимера в процессе их изготовления, в т.ч. с целью снижения их материалоёмкости.

Технология литья со вспенивателем
Литьё с водой
Литьё с газом
Процессы одностадийного производства комбинированных изделий с неполимерными материалами
Прочие технологические приёмы (армированные трубопроводные системы, многослойные конструкции)

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Схема поперечного сечения газового канала, на которой показа заполнение полимерного расплава

и газа, где доля толщины поверхностного слоя материала определяется как отношение толщины поверхностного слоя полимера к половине толщины или радиусу
соотношение между толщиной поверхностного слоя полимера и длиной заполнения газа при фиксированном предварительно введенном объеме полимера [Из Innovation in Polymer Processing: Molding, Stevenson, J.F. (Ed.)]

(a)

(b)

Доля толщины поверхностного слоя материала =a/b

Слайд 49

Слайд 50

Слайд 51

Основные преимущества литья под давлением
с подачей газа для различных типов

изделий

Поперечное сечение
изделия в виде стержня

Поперечное сечение
изделия в форме панели

Поперечное сечение
крышки

Слайд 52

Влияние углекислого газа на вязкость газонаполненного ABС пластика (источник Дж. Авери, К.Т.Окамото

«Специальные технологии литья под давлением»)

Скорость сдвига, 1/с

Без газа

Вязкость, Н с/кв. м)

Слайд 53

Схема литья под давлением с водой

Слайд 54

Слайд 55

Слайд 56

Слайд 57

Схема микроячеистого процесса литья (источник Дж. Авери, К.Т.Окамото «Специальные технологии литья под

давлением»)

Подача гранулята

Транспортирование и плавление

Вращающийся шнек перемещает материал от бункера к наконечнику шнека

При транспортировке и нагревании происходит пластикация и гомогенизация материала

Введение газа и смешение

Впрыск в полость формы

Газ впрыскивается в расплав полимера и смешивается с ним

Смесь расплав полимера – газ под давлением впрыскивается в формующую полость, в которой происходит пенообразование

Слайд 58

Диаграмма разброса размера детали

Слайд 59

Тонкостенный контейнер
(источник Дж. Авери, К.Т.Окамото «Специальные технологии литья под давлением»)
Материал контейнера,

изображенного на рисунке - полипропилен.
Преимущества получения тонкостенного изделия
(толщина стенки — 0,5 мм) микроячеистым литьем:
- уменьшение веса на 10% (структура показана на рис. 8.34); - сокращение времени цикла на 27%; - исключение стадии выдержки под давлением; - уменьшение давления впрыска на 20%; - сокращение величины усилия смыкания на 36%
- уменьшение требуемого усилия запирания литьевой машины на 75%

Слайд 60

Слайд 61

Интегрированная мягкая на ощупь поверхность. Крышка подушки безопасности KIA ‘K1’

Слайд 62

Технологии будущего: легковесные конструкции

Слайд 63

Реактивное литье

Слайд 64

ПВХ-O
Физический процесс, модифицирующий молекулярную структуру
Молекулярная ориентация
ПВХ-O Класс 500 /ПВХ-O 1135
Более выраженная

слоистая структура

ПВХ-Н
Хрупкое разрушение

Без модификации химических свойств полимера

ПВХ-О

Слайд 65

ПВХ-O класс 500 выдающиеся механические свойства
ПВХ-O
ПВХ-О
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Ударная вязкость
Эластичность
Распространение трещин
Усталостная прочность
Прочность (кратковременная

)

Е модуль

ПВХ-О 500
ПВХ-Н

Кривая напряжение-удлинение

ПВХ-О 500
ПВХ-Н
ПЭВП

Напряжение, МПа

Удлинение, %

Трещина с высокой концентрацией напряжения

Слайд 66

Инженерный выбор полимерных материалов с целью материалосбережения и энергопотребления
Полимерные материалы, как

материалы на основе органических длинноцепных полимеров, по своему поведению сложнее традиционных металлов и керамики. Их работоспособность с течением времени может существенно изменяться в результате комплекса причин, среди которых присутствуют специфические причины, определяемые чисто «полимерными» физико-химическими особенностями. Термин работоспособность, в свою очередь, определяет реакцию пластмассы на характер внешнего силового и теплового воздействия.

Слайд 67

Инженерный выбор полимерных материалов (продолжение)
Особенности физико-химической организации пластмасс обеспечиваются введением

разнообразных эмпирических коэффициентов, корректирующих величину коэффициента запаса прочности. Это находит отражение в широко известных рекомендациях по расчету и конструированию деталей из пластмасс .
Рекомендации по выбору пластмасс, выполненные специалистами в области полимерной технологии, учитывают физико-химические особенности пластмасс, их релаксационное поведение, реакцию на тепловое воздействие, изменение свойств, вызванное старением и усталостью, учитывают влияние технологии переработки .
Вместе с тем широко учитываются инженерно-конструкторские особенности эксплуатации изделий в конкретных технических устройствах.

Слайд 68

Основные физико-химические процессы
при переработке полимерных материалов
В основе всех технологических процессов

переработки полимеров, в т. ч. литья под давлением, экструзия, прессования лежат фундаментальные физико-химические процессы:
тепло-, массопередачи, неразрывности потоков, движения, течения и деформирования (термодинамика, гидродинамика и реология);
структурообразования в полимерах, в т. ч. кристаллизации;
термоокислительной деструкции;
химические реакции образования пространственных трехмерных структур при отверждении полимеров;
релаксации.

Слайд 69

При разработке технологического процесса изготовления изделия (детали) исходным пунктом являются требования

к качеству изделия по:
-соответствию изделия эксплуатационным требованиям (прочность, деформационная устойчивость, теплостойкость, устойчивость к атмосферным и/или химическим воздействиям, электрофизические свойства, прозрачность, размерная точность, коробление и др.)
- технологичности конструкции изделия
- себестоимости изделия

Слайд 70

Слайд 71

Алгоритм выбора полимерных материалов
Промышленностью выпускается огромное количество всевозможных марок ПМ, используемых

для изготовления изделий различного назначения.
Число выпускаемых промышленностью базовых полимеров, являющихся основой для изготовления основной массы (более 95%) пластмасс и полимерных композитов увечивается значительно медленнее и не превышает нескольких десятков.
Это позволяет на основании анализа свойств базовых полимеров и основных способов их модифицирования сделать правильный выбор ПМ с учетом конструкции изделия, условий эксплуатации, технологических возможностей и экономической эффективности применения

Слайд 72

Алгоритм выбора полимерных материалов
Первая задача - выбор базового полимера, который основан

на изучении комплекса наиболее значимых для конкретного вида изделий эксплуатационных (механических, электрических, химических и др.) характеристик различных полимеров.
В большинстве справочников по пластмассам обобщенные сведения об этих характеристиках размещаются в разделах, посвященных конкретному ПМ. Эти разделы, располагаются в соответствии с классификацией полимеров по химической структуре: карбоцепные термопластичные (полимеры этилена и его производных), гетероцепные термопластичные (полиэфиры, полиамиды и т. д.), реактопластичные полимерные материалы.
Наиболее эффективным является расположение справочных сведений в виде инверсных таблиц, посвященных конкретному свойству и объединяющих известные полимеры располагают в таких таблицах независимо от их химической природы и состава в порядке возрастания значений рассматриваемой характеристики. Целесообразно данные об эксплуатационных характеристиках (при комнатной температуре) представлять в виде диаграмм.

Слайд 73

Алгоритм выбора полимерных материалов
На втором этапе выбора ПМ нужно проанализировать возможности

улучшения эксплуатационных свойств базовых полимеров путем создания на их основе полимерных композиционных материалов (ПКМ), а
также с помощью их физической и (или) химической модификации.
Для потребителей ПМ и изделий из них наиболее важными являются их эксплуатационные свойства. Поэтому целесообразно разделять ПМ на потребительские группы, объединяющие различные полимерные материалы, сходные по основному для данной группы эксплуатационному свойству. Но один и тот же ПМ может входить в несколько таких групп. Состав группы может быть расширен путем модифицирования полимеров.
Выделяют следующие основные потребительские группы ПМ:
_ конструкционные ПМ;
_ теплостойкие ПМ;
_ ударопрочные ПМ;
_ морозостойкие ПМ;
_ антифрикционные ПМ;
_ электроизоляционные ПМ;
_ химстойкие ПМ;
_ огнестойкие ПМ и др

Слайд 74

Конструкционные ПМ
Модуль упругости при растяжении различных ПМ
Значения характеристик реактопластов
(фенопластов, аминопластов, эпок-
сидных

и полиэфирных материалов)
приводятся для прессматериалов с
дисперсными наполнителями.

жесткие (модуль упругости более 1 ГПа);
полужесткие (0,51,0 ГПа);
мягкие (20500 МПа);
эластичные (менее 20 МПа).

Модуль упругости характеризует
поведение изделий при малых деформациях ПМ (менее 1%).

Жесткие и прочные конструкционные ПМ предназначены для работы
при высоких статических нагрузках.

Наиболее жесткими являются полярные
полимеры с высоким уровнем межмолекулярных физических или химических связей инженерно технические материалы с модулем упругости более 2ГПа

Слайд 75

Конструкционные ПМ
Твердость по Бринеллю различных ПМ
Для оценки способности изделий и покрытий

из пластмасс сопротивляться внедрению в их по-
верхность другого тела используют значение твердости по Бринеллю, определяемое по глубине внедрения стального шарика в образец

Инженерные ПМ должны иметь твердость не менее 60–80 МПа

Слайд 76

Температурные характеристики

Слайд 77

Ударопрочные ПМ
Ударопрочные ПМ могут работать
при воздействии ударных нагрузок.
Энергия удара при хрупком

разру-
шении образца затрачивается в основном на рост трещин и образование новой поверхности скола, поэтому величину ударной прочности оценивают по работе, затраченной на разрушение
образца, отнесенной к единице площади его сечения. Удельная энергия разрушения образца при ударе характеризуется величиной ударной прочности.

Ударная прочность ПМ

Ударопрочными принято считать материалы с ударной прочностью (рис. 5),превышающей при нормальных условиях 20 кДж/м2.

Слайд 78

Морозостойкие ПМ
Морозостойкость различных ПМ
Морозостойкие ПМ могут эксплуа-
тироваться при низких температурах.
Морозостойкость определяется
температурной

зависимостью ударной прочности материала и характеризуется температурой, ниже которой образцы из исследуемого материала хрупко
разрушаются при ударе. Таким образом, материалы с низкой температурой стеклования и высокой ударной проч-
ностью при нормальной температуре,
как правило, являются морозостойки-
ми. К морозостойким относят ПМ, ко-
торые могут эксплуатироваться при
минимальных зимних температурах,
характерных для территории России:
40 – 50 °С. Следует отметить, что ма-
териалы, не относящиеся к морозо-
стойким по этому критерию, тем не
менее можно использовать при низких
температурах, если изделие не под-
вергается ударному воздействию и
значительному деформированию.

Слайд 79

Обобщенные данные потребительских свойств различных ПМ

Слайд 80

Алгоритм выбора - пример

Слайд 81

Возможности снижения себестоимости продукции в производстве литьевых изделий
Уровень себестоимости является одним

из важнейших факторов, определяющих ресурсосбережение в производстве литьевых изделий. При крупносерийном и массовом производстве стандартной продукции им определяется рентабельность производства. Поэтому снижение себестоимости продукции, наряду с освоением новых видов изделий, является приоритетной задачей предприятий по производству литьевых изделий.

Слайд 82

Ориентировочная структура себестоимости производства литьевых изделий из пластмасс

Слайд 83

Себестоимость продукции, изготовленной литьём под давлением
В качестве примера для разработки мероприятий

по модернизации рассматривается среднее по техническому уровню литьевое производство с невысоким уровнем съема продукции (25-35 т /год) с одной литьевой машины.
Подобное производство обычно характеризуется следующей структурой себестоимости:
расходы на сырье составляют 40 – 45 %; при этом расходный коэффициент первичного сырья достигает 1,04 - 1,06 (в зависимости от количества брака и степени использования отходов);расходы на переработку составляют 55 – 60%; при этом основными статьями расходов являются заработная плата с начислениями (10-12%), расходы на износ пресс-форм (10-11%), общепроизводственные расходы (20-24%) и общехозяйственные расходы (12-13%).

Слайд 84

При разработке состава мероприятий на каждом этапе проводится следующая аналитическая работа:
технологический

анализ производства;
технико-экономическая проработка вариантов мероприятий;
экономическая оценка вариантов мероприятий
формирование состава мероприятий.
Первый этап: совершенствование организации производства
В результате технико-экономического анализа
производства в нем выявляются «узкие места», такие как:
несоответствие ассортимента изделий структуре парка литьевых машин;
несоответствие возвратных отходов возможностям их использования;
несоответствие квалификации персонала составу проводимых работ;
нерациональность проектных решений по размещению оборудования и организации материальных потоков,

Слайд 85

Возможности снижения себестоимости литьевой продукции на 1 этапе

Слайд 86

Второй этап: совершенствование технологии
На 2 этапе разрабатываются мероприятия, направленные на совершенствование

технологических процессов на базе существующих литьевых машин и пресс-форм.
На этом этапе проводится полный технологический анализ производства, включая:
анализ структуры норм расхода;
анализ структуры норм обслуживания литьевых машин и трудозатрат в целом;
анализ структуры технологических циклов.

Слайд 87

Возможности снижения себестоимости литьевой продукции на 2 этапе.

Слайд 88

Третий этап: оптимизация технологических процессов и модернизация производства.
На 3 этапе

разрабатываются мероприятия, направленные на системную оптимизацию технологических процессов и модернизацию производства, включая замену оборудования и оснастки.
На этом этапе проводится комплексный аппаратурно-технологический анализ производства, в том числе по следующим направлениям:
анализ использования технологических возможностей литьевых машин;
анализ прогрессивности конструкции пресс-форм и показателей их износостойкости;
анализ степени механизации и автоматизации трудовых процессов и возможностей ее повышения.

Слайд 89

В целом, на 3 этапе проводятся наиболее капиталоемкие мероприятия, обеспечивающие существенное

снижение себестоимости и изменение ее структуры. При этом определяется сумма инвестиций, необходимых для реализации рассматриваемых мероприятий и рассчитывается экономическая эффективность их осуществления, исходя из сроков реализации мероприятий, источников финансирования, процентных ставок кредита, и т. п. Срок окупаемости таких мероприятий варьируется в диапазоне от нескольких кварталов до нескольких лет.

Таким образом, общий потенциал снижения себестоимости в производстве литьевой продукции составляет до 39% от ее исходного уровня, или в 1,6 раза

Слайд 90

Ресурсосбережение и экология в переработке и применении пластмасс

Содержание

Ресурсосбережение – экономия ресурсов

Материалосбережение За счёт экономии полимерного сырья - Экономия полимерного сырья в многослойных

Этапы создания материала с заданным комплексом свойств Анализ технических требованийВыбор конструкции

Принципы создания комбинированных многослойных плёнок (МКП)Широта применения МКП объясняется практически неограниченными

Тенденция снижения толщины за счет получения многослойных пленокАнализ специалистов корпорации EXXON

Преимущества увеличения слоев в многослойных пленкахДо настоящего времени пятислойные технологии использовались

Блок-схема структуры способов производства многослойных плёнок

Блок-схема структуры способов производства комбинированных многослойных материалов

Схема процесса изготовления многослойных пленочных материалов методом соэкструзии с соединением слоев

Схема процесса экструзионного ламинирования1 — размоточное устройство;2 — экструдер;3 — прижимной

Схема процесса сухого каширования1 — устройство для размотки пленки основы;2 —

Кашировальная машина

Многослойные плёнки

Термоусадочные пленкиПленка термоусадочная – это полимерный материал, специально разработана для упаковки

Ориентация макромолекул в термоусадочных пленкахЭффект ориентации макромолекул и, соответственно, термоусадочные свойства

Влияние формы рукава на свойства термоусадочной пленкиВозможны две крайние формы рукава

Технология двойного раздува рукава «дабл бабл»Можно ли повысить прочность пленки, не

Состав линии для технологии двойного раздува В состав линии входят следующие

Общая схема установки двойного раздува рукава

Стрейч-пленки Стрейч (растягивающаяся) пленка является упаковочным материалом. Для ее производства используются сополимеры

Схема производства стретч плёнки

Технология производства БОПП пленок Существует поочередный (двухстадийный) и одновременный (одностадийный) способ

Схема одновременной ориентации ПП пленки в двух направленияхК1 - степеньвытяжки по

Схема двухстадийной вытяжки ПП пленкиСхема линии получения двухосно ориентированной пленки методом

Получение ориентированной пленки тройным раздувом рукава «трибл бабл»Метод «трибл бабл»- это

Что такое процесс Triple Bubble? Экструзионно раздувной процесс в котором формируется

Ключевые этапы: (2) Основной рукав (первый раздув) Мгновенное охлаждение очень важно

Ключевые шаги:(3) Подготовка основного рукава для очередного раздува инфракрасный

Ключевые этапы:(4) Второй раздув - ориентацияПродольное ориентирование создается за счет

Ключевой этапы:(5) Third Bubble – Этап термофиксации (стабилизация)Установками контроля температуры

Отличительные особенности линий тройного раздува Triple Bubble® ф. KUHNEШирина пленки до

Отличительные особенности технологии Triple Bubble® до 6 раз выше барьер