Na czym polega proces wytłaczania tworzyw sztucznych?
Tworzywa sztuczne znacząco zrewolucjonizowały życie człowieka i są obecne niemal w każdej dziedzinie. Jednym z najpopularniejszych, a za razem najstarszym procesem przetwórstwa tworzyw polimerowych jest ich wytłaczanie wykorzystywane w celu uzyskania różnego rodzaju profili, do których zalicza się np. płyty, folie czy rury. Obecnie szacuje się, że ponad 50% wszystkich materiałów, których głównym składnikiem są polimery, jest przetwarzana za pomocą tej metody. Coraz częściej wytłaczanie dotyczy również tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu.
Budowa wytłaczarek do tworzyw sztucznych
Wytłaczanie tworzyw sztucznych odbywa się przy użyciu specjalnych maszyn nazywanych wytłaczarkami. Jest to proces ciągły, który polega na uplastycznieniu materiału polimerowego w układzie uplastyczniającym wytłaczarki, a potem na ukształtowaniu poprzez wyciskanie przez ustnik znajdujący się w głowicy. Typowa wytłaczarka do tworzyw sztucznych powinna być wykonana z jak najlepszych komponentów, takie oferuje firma Technodiament z Warszawy i składać się z określonych elementów, do których zalicza się:
- uplastyczniający, składający się z zasobnika, cylindra, ślimaka, elementów grzejnych i chłodzących na cylindrze w obszarze zasobnika,
- układ formujący, czyli głowica zakończona ustnikiem,
- układ napędowy, zbudowany z silnika i przekładni,
- układ sterowania.
Materiałem wyjściowym w procesie wytłaczania jest tworzywo sztuczne pod postacią granulatu, proszku, płatków lub wiórów. Wszystkie materiały polimerowe przetworzone w wyniku tego procesu mogą posiadać odmienne parametry techniczne. Najczęściej wytłaczanie przeprowadza się z zastosowaniem PCV (czyli polichlorku winylu). Wyroby wytłoczone z tego tworzywa charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi, niską odpornością na ścieranie, wysoką odpornością chemiczną, niskim współczynnikiem wydłużenia termicznego oraz bardzo niską absorpcją wilgoci.
Rodzaje wytłaczarek
Wytłaczarki do tworzyw sztucznych dzielą się na jednoślimakowe (klasyczne i szybkobieżne) oraz wieloślimakowe. W praktyce technologicznej najczęściej wykorzystuje się wytłaczarki jednoślimakowe, w których substratami są materiały jednorodne, czyli czyste polimery. W przypadku tworzyw, które są wrażliwe na działanie wysokiej temperatury, stosuje się wytłaczarki dwuślimakowe przeciwbieżne lub planetarne. Z kolei do wytłaczania tworzyw modyfikowanych oraz kompozytów polimerowych używa się wytłaczarek dwuślimakowych współbieżnych.
Przebieg procesu wytłaczania
Na początku procesu wytłaczania tworzywo polimerowe dozowane jest do leja zasypowego wytłaczarki (tzw. zasobnika), skąd grawitacyjnie przy pomocy ślimaka przenoszone jest do dalszej części maszyny. Kolejno materiał polimerowy trafia do układu formującego, czyli głowicy, gdzie w części ogrzewanej ulega stopieniu. Następnie jednorodna i uplastyczniona masa materiałowa jest formowana przy użyciu ustnika w dowolny kształt. Głowica jest jednym z kluczowych elementów maszyny do wytłaczania tworzyw, więc musi być solidna i mieć odpowiednią konstrukcję, aby wytrzymała wszelkie obciążenia procesowe. Należy również zwrócić uwagę na jakość wykonania ustnika głowicy, gdyż od niego zależy dokładny kształt otrzymanego materiału. Ukształtowane tworzywo sztuczne po wytłoczeniu nosi nazwę wytłoczyny. Przy zastosowaniu tej metody należy ściśle monitorować cały proces i przestrzegać parametrów procesowych, gdyż występuje tu większe ryzyko błędów w porównaniu np. do metody wtryskowej.
