Технологія виробництва труб з ПП
Труби каналізаційні з поліетилену по нині конкурують з трубами з поліпропілену. Конкуренція загострюється у зв'язку з масовою установкою в квартирах нових пральних машин, температура води, що скидається в каналізацію досягає 95 0С, в той час як робоча температура труб з поліетилену обмежена 70 0С.При формуванні розтрубів труб каналізаційних з PP-H (Бален ПП01003 для каналізації всередині будівель і споруд) та PP-B (Borealis BA202-E для зовнішніх систем каналізації) з ПТР (0,37 і 0,26 гр/10 хв відповідно) автор зіткнувся із зміною зовнішнього вигляду розтруба - побіління ділянок зовнішньої і внутрішньої поверхні. Також виявлялися різного виду механічні дії на трубу - біліли ділянки труби під траками тягне пристрою і під затискачами пристрою різального. При здавлюванні труби з'являлися білі плями.
Аналіз зміни зовнішнього вигляду (методом мікроскопії) показав наявність на поверхні трубної заготовки тонкої плівки (3-5 мкм) низькомолекулярного речовини (воску). При деформації труби плівка воску покривалася мікротріщинами, візуально визначаються як побіління. Свіжовиготовлений труби (максимально 40 хвилин) були більш пластичними і деформація не викликала плям.
Для усунення дефекту побілілі ділянки прогрівали феном з температурою 700 0С, 2-3 секунди. Мікротріщини оплавляється, білі плями пропадали, при цьому труба не встигала повністю прогрітися, геометричні розміри не порушувалися.
Одночасно, проводилися роботи з усунення даного дефекту при виготовленні. Сушіння сировини і заміна барвника не дали результатів. Збільшення концентрації барвника в сировині дозволило збільшити пластичність труби і значно знизити частку розтрубів з побілінням, проте зменшило значення межі текучості при розтягуванні матеріалу труби.
Остаточним рішенням стала зміна температурних режимів виготовлення труби. Підвищення температури формующего інструменту (матриці і дорна) збільшило товщину воскового шару (продукт деструкції поліпропілену), і дефект пропав. При цьому зменшувалася час між чищенням інструменту до 24 годин (матеріал барвника при розкладанні утворював нагар на інструменті і проявлялися подряпини на трубі).
Необхідно відзначити, що в умовах сталого перебігу більш рідкі (низькомолекулярні) компоненти розплаву мігрують до стінок каналу течії, утворюючи плівку. Якщо стінки каналу перегріті, плівка працює як мастило, сприяючи пробочного течією матеріалу (на виході з формующего інструменту). Будь-який полімер має спектр молекулярно-масового розподілу, і якщо цей спектр вузький, то необхідні добавки, що сприяють появі плівки, якщо спектр широкий, то пробкові протягом можна ініціювати, перегріваючи стінки каналу течії розплаву і створюючи рідкий перегрітий пристінковий шар.
Крім створення сприятливих умов для формування заготовки розплаву (пробкові течію на виході з інструменту дозволяє забезпечити гладку поверхню) низковязкі плівка на поверхні заготовки після виходу з інструменту рівномірно заповнює шорсткості, утворюючи глянець на поверхнях труби.
Зниження температури інструменту повністю позбавило від білих плям на трубі, однак, викликало шорсткість внутрішньої і зовнішньої поверхонь труби.
Для отримання дзеркально гладких зовнішньої і внутрішньої поверхонь труби з поліпропілену були спроектовані нові матриці і Дорн з хромованими робочими поверхнями, а також оптимальними розмірами.
Розміри інструменту визначалися з умови мінімальної витяжки заготовки розплаву після виходу з інструменту.
Новий формующий інструмент дозволив значно знизити температурний режим переробки поліпропілену (зміна ПТР при роботі зі старим інструментом становило близько 15% з новим - не виявилося), збільшити період між чистками до 30 діб, підвищити фізико-механічні властивості труб, збільшити продуктивність, зменшити жорстку залежність температурного режиму від продуктивності і властивостей сировини (змінювалися навіть у межах однієї партії).
Використання формуючої голови з гратами (кошикові типу) лімітує збільшення продуктивності і зниження температурного режиму, - на внутрішній поверхні труб виявлялися поздовжні виступи від решітки. При застосуванні дробленого матеріалу сміття забиває отвори решітки, утворюючи застійні зони з розкладеним матеріалом.
Хороші виробничі показники (зниження температурних режимів, використання подрібненого сировини, збільшення продуктивності) можливі тільки при використанні формуючої голови з гвинтовим розподілом розплаву і якісну форму і калібрувальним інструментом.
Для використання ПП з високим ПТР (більше 0,5 гр/10 хв) особливого значення набуває точність системи терморегулювання (вузький температурний діапазон між зовсім твердим і зовсім рідким станом матеріалу), конфігурація шнека (бар'єрний шнек дозволяє розігрівати матеріал за рахунок адіабатичного стиснення, рівномірно по всій масі), конструкція калібру (стабільність калібрування розрідженого полімеру), точний підбір режимів переробки (температурний режим сильно залежить від продуктивності), наявність терморегуляції в дорн.
