Экструзия древесно-полимерных композиционных материалов (ДПКМ)

При переработке древесно-полимерных композиционных материалов влажность исходного сырья (смеси из¬мельченной древесины и полимерного материала) имеет очень важное значение. Экс¬трудер в этом случае должен обеспечивать не только отличную гомогенизацию материала, но и эффективную дегазацию расплава. Конические NCT-экструдеры фирмы MAS с вращающимися в одном направлении шнеками в максимальной степени соответствуют этим требованиям, так как одинаковое направление вращения шнеков гарантирует эффективное диспергирование.   При этом волокнистые частицы смеси разрыхляются и одновременно материал получает достаточное для отделения воды количество энергии. Большая площадь поверхности дегазационной зоны способствует интенсивному удалению газов, благодаря чему в экструдере без осложнений можно осуществлять дегазацию  древесно-полимерных смесей с высоким содержанием влаги. Плотность получаемого экструдата составляет 1,2 кг/дм3. Интенсивному разрыхлению волокнистого компонента способствует также высокая частота вращения шнеков - до 250 мин-1.

Коническая форма шнеков обеспечивает максимально высокую стабильность подачи материала при переработке древесно-полимерных смесей без предварительного гранулирования. Таким образом. NCT-экструдеры могут быть использованы для прямой переработки порошкообразных материалов. По механическим свойствам изготавливаемые изделия превосхо¬дят продукцию, получаемую на второй стадии процесса переработки на экс¬трудерах с противоположным направлением вращения шнеков. Производительность экструдера NCT 55 достигает 350 кг/ч при изготовлении сплошных профилей и 400 кг/ч при изготовлении гранулята (из смеси древесины и полипропилена). Производительность экструдера NCT 90 при¬мерно в два раза выше. В дополнение к этому NCT-экструдер фирмы MAS отличается высоким сроком службы. Это обусловлено одинаковым направлением вращения шнеков, при котором не возникают раздвигающие усилия в зоне их взаимодействия.

Экструзия бумажно-полимерных композиционных материалов (БПКМ)

С применением бумаги и картона уже в течение ряда лет изготавливаются дублированные материалы (например, упаковки типа Tetra Рак) и бумажно-полимерные композиционные материалы (БПКМ). Создание последних позволяет расширить сферу применения армированных натуральными волокнами полимерных материалов, благодаря их более высокой устойчивости к воздействию светопогоды. В частности эти материалы менее склонны к потемнению и набуханию по сравнению с материалами на основе древесины. Такое вторичное сырье как бумага содержит значительно меньше лигнина и силиката, чем древесные опилки. Первое из этих веществ не отличается высокой термостойкостью и может придавать полу чаемым на его основе материалам повышенную хрупкость. Силикат вызывает повышенный износ перемещающихся узлов и технологической оснастки экструдеров и литьевых машин. Содержащиеся в бумаге наполнители не представляют опасности для оборудования, так как они имеют низкую твердость и также применяются при переработке полимерных материалов. Особыми преимуществами обладает бумага с полимерными покрытиями, так как содержащийся в подобных изделиях полимерный материал обеспечивает известную прочность соединения волокон и может быть достигнуто равномерное распределение обоих материалов, существенно различающихся по свойствам.

Еще одним аргументом в пользу применения бумаги является простая подготовка этого сырья к переработке. В то время, как древесные опилки перед переработкой приходится измельчать, просеивать и высушивать, для перевода бумажного сырья в пригодную для переработки форму достаточно его измельчить.

За счет применения волокон можно ожидать существенного повышения прочностных свойств изделий. При ис-пользовании чистых отходов бумаги или картона (например, плакатной бумаги) модуль упругости увеличивается до 2500 МПа, т. е. в два раза по сравнению с чистым полимерным материалом, максимальное напряжение при изгибе составляет 28 МПа, а ударная вязкость (по Шарли, без надреза) - 9 кДж/м2. Материалы из смеси бумаги с полиэтиленом характеризуются высо¬ким удлинением при изгибе (6%) и ударной вязкостью (10,7 кДж/м2). Наиболее высокими показателями жесткости обладают материалы из от¬ходов бумаги, содержащих полисти¬рол: максимальная жесткость при изгибе - 40 МПа, модуль упругости -3300 МПа. Эти показатели могут быть дополнительно улучшены путем более эффективной подготовки волокнистого материала и применения промоторов адгезии.

Заключение

Конический NCT-экструдер с вращающимися в одном направлении шнеками обладает всеми преимуществами параллельных экструдеров с вращающимися в одном направлении шнеками. В то же время, благодаря конической форме шнеков он в состоянии создавать более высокое давление и воспринимать повышенные крутящие моменты. Обобщая вышеизложенное, можно сформулировать следующие преимущества NCT-экструдеров при переработке армированных натуральными волокнами полимерных материалов:

-большой объем зоны загрузки;
-высокий крутящий момент шнеков -5.000 Нм;
-частота вращения шнеков - до 250 MHH-1(NCT55);
-производительность - до 450 кг/ч при производстве гранулята (NCT 55);
-возможность прямой переработки флейка (гранулирование не требуется);
-высокоэффективная гомогенизация материала

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка ДПКТ и бумажно-слоистых пластиков можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок древесно-полимерных композиционных материалов в России» и «Рынок бумажно-слоистого пластика в России».

www.newchemistry.ru