Ko je polimer stopljen, premešan in pod pritiskom v ekstruderju, ga črpamo skozi ekstruzijsko matrico za neprekinjeno oblikovanje (po ohlajanju in strjevanju) v končni izdelek.Najpogostejše vrste matric so ravne, obročaste in prožne.Izdelki, izdelani z ekstruzijo, vključujejo cevi, cevi, prevleke za žice, plastične steklenice, plastične folije in plošče, plastične vrečke, prevleke za papir in folijo, Ž bres, Ž lamente, prejo, trakove in široko paleto profilov.
Ekstrudiranje polimerov skozi matrice ima določene podobnosti z vročim iztiskanjem kovin. Vendar pa obstajajo tudi pomembne razlike.Pri iztiskanju kovin material potiska naprej ram, medtem ko pri iztiskanju polimerov material neprekinjeno dovaja vrtljivi polž.Pri iztiskanju vročih kovin se temperature gibljejo od 340 °C za magnezij do 1325 °C za jeklo, ustrezni tlaki pa so od 35 do več kot 700 MPa.1 5 Pri iztiskanju polimerov temperature redko presežejo 350 °C, tlaki pa običajno ne preseči 50 MPa na konici vijaka.Ekstrudiranje polimerov v trdni fazi je bilo razvito za proizvodnjo določenih izdelkov z visoko trdnostjo. Pri nizkih temperaturah molekularna orientacija, ki jo posreduje potiskanje materiala skozi oblikovalno matrico, ostane v ekstrudatu.Ekstrudiranje polimerov v trdnem stanju je podobno hladnemu ekstrudiranju kovin.
Ekstrudiranje pihanega filma je najpomembnejši postopek za proizvodnjo tankih plastičnih Žfilmov iz polietilenov. Staljeni polimer se ekstrudira skozi obročasto matrico (običajno s konstrukcijo spiralnega trna), da se oblikuje cev s tankimi stenami, ki je hkrati aksialno vlečena in radialno raztegnjena.V večini primerov se napihnjen filmski mehurček oblikuje navpično navzgor.Največji premer mehurčkov je običajno 1,2 – 4-krat večji od premera matrice.Talino ohlajajo obročasti tokovi visoke hitrosti zraka iz zunanjih zračnih obročev, občasno pa tudi iz notranjih razdelilnikov zraka.Trden Žfilm gre skozi okvir, ki stisne vrh mehurčka in ga prevzamejo valji.Po tem postopku se proizvajajo tudi koekstrudirani Ž-filmi s 3 – 8 plastmi (včasih tudi do 11), ki se uporabljajo pri pakiranju živil.
Ekstrudiranje litega Žfilma in plošč vključuje ekstrudiranje polimera skozi matrico s široko odprtino (do 10 m) na ohlajen jekleni valj ali valje, ki kalijo in strjujejo staljeni material.Film je na splošno definiran kot izdelek, tanjši od 0,25 mm, medtem ko je plošča debelejša od tega. Postopek litja Žfilma se uporablja za zelo ozke tolerance tankega filma ali za smole z nizko viskoznostjo.Večina ploščatih matric ima zasnovo T-reže ali obešalnika, ki vsebuje razdelilnik za širjenje tekočega polimera po širini matrice, ki mu sledijo izmenične ozke in odprte reže, da se ustvari želena porazdelitev toka in padec tlaka.Večina linij za ulito folijo, ki se proizvajajo danes, je koekstruzijskih linij, ki združujejo plasti iz kar sedmih ekstrudorjev v izdelek prek večrazvodnih matric ali enojnih razdelilnih matric s pomočjo dovodnih blokov.
Pri ekstruziji Žfilm so strižne hitrosti na ustnicah matrice običajno ~103 s21.Ko strižna napetost stene preseže določeno vrednost (običajno 0,14 MPa v raziskovalnih člankih, višja v industriji s pomočjo aditivov), površina ekstrudata izgubi sijaj zaradi pojava lomljenja taline kože morskega psa. Kožo morskega psa lahko opišemo kot zaporedje grebenov vidna s prostim očesom, pravokotno na smer toka.
Ekstrudiranje cevi in cevi vključuje črpanje staljenega polimera skozi anonulardie, po katerem gre ekstrudirani izdelek med vlečenjem skozi vakuumski merilnik velikosti, kjer doseže svoje končne dimenzije.Temu sledi hlajenje s pršenjem ali potopom in rezanje na fiksne dolžine.Po tem postopku se izdelujejo cevi s premerom do 2 m ali več in cevi s premeri od 10 mm do pod 1 mm.Obročaste matrice so običajno v obliki pajka ali spiralnega trna.
Pri postopkih prevleke žic in kablov se posamezne žice ali sklopi žic vlečejo z zelo veliko hitrostjo skozi matrico s križno glavo, pravokotno na os ekstruderja.Pri visokotlačnem iztiskanju se polimerna talina sreča z žico ali kablom pred izstopom iz matrice, na primer pri izolaciji posameznih žic.Pri nizkotlačnem iztiskanju se talina sreča s kablom po izstopu iz matrice, na primer pri plašču sklopov izoliranih kablov.V tem procesu se pogosto pojavljajo zelo visoke strižne stopnje (do 106 s2 1 ) in uporabljajo se smole z nizko viskoznostjo.
ProŽfile ekstrudiranje je proizvodni proces, ki se uporablja za izdelke konstantnega preseka.Ti so lahko od preprostih oblik do zelo kompleksnih profilov z več prekati in Žprsti.Primeri segajo od letvic za okvirje slik do avtomobilskih oblog, robov za mizne plošče do okenskih linij.Ekstrudirani materiali so razvrščeni (grobo) kot togi ali upogljivi.Tipična linija za ekstrudiranje proŽle je sestavljena iz ekstruderja, ki črpa polimer skozi matrico proŽle, ki mu sledi rezervoar za kalibracijo ali kalibrator, dodatna hladilna korita, vlečno napravo in rezalno napravo.Zasnova profilnih matric zahteva veliko izkušenj in potrpežljivosti. Omejitve proizvodnje pri iztiskanju profilov nastanejo bodisi zaradi kože morskega psa (za tanke izdelke, proizvedene iz visoko viskoznih polimerov) bodisi zaradi sposobnosti hlajenja izdelkov z debelimi stenami.Ekstrudiranje polimernih cevi in profilov je podobno vročemu iztiskanju kovin za izdelavo neprekinjenih votlih oblik paličastih predmetov.Vendar pa matematično modeliranje teh procesov za kovine temelji predvsem na hipotezah elastičnega in plastičnega toka.
Pri predenju iz taline teče staljeni polimer skozi številne kapilare v predilnici (do 1000).Polimer dovaja pod tlakom zobniška črpalka za natančno odmerjanje po prehodu skozi Ž lter, ki sledi ekstruderju.Ob izstopu iz kapilar se Ž lamenti oslabijo na želeni premer. Za izdelavo zelo tankih Ž vlaken se uporablja postopek pihanja taline.V tem procesu so Ž bres oslabljeni s silo upora, ki jo povzroča visokohitrostni zračni curek.
Čas objave: 19. aprila 2017