Способ гранулирования термопластичныхполимерных материалов

Союз Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 1502 д 1 Бюллетень М 6Дата опубликования описания 150281 Р 1)М, КЛ,З В 29 В 1/02 Государетвеинцй комитет СССР ао делан изобретений и открытий(54) СПОСОБ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЬИ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и предназначено для использования при гранулировании полимерных материалов,Известен способ гранулирования полимерных материалов путем получения расплава полимеров и его экструзии с формованием;. и резкой на гранулы не", посредственно на формующей решетке в среде транспортно-охлаждающего агента, йапример воздуха, воды или эмульсий, с последующим обезвоживанием и сушкой.Наиболее распространенными формами гранул, полученными известным способом, могут быть цилиндры, бочечйи, чечевицы, линзы, диски или сферические гр нулы неправильной формы 1).Наиболее близким к предлагаемому является способ гранулирования термо" пластичных материалов, заключающийся в подаче расплава материала через решетку с последующей резкой на гранулы в камере в среде транспортно-охлахщающего агента 12.5Недостатком известного способа,каки описанного выше, является невозможность получения, шарообразных гранул правильной геометрической формы (являющейся наиболее оптимальной формой гранул) из-эа подавления активности высвобождения сил поверхностного натяжения в срезанных гранулах и сниженияэффекта разбухания .гранул по плоскостям их среза под действием среды транспортно.-охлаждающего агента (воды).Цель изобретения - получение гранул правильной шарообразной формы,Цель достигается тем, что при гранулировании термопластичных полимерных материалов, заключающемся в подачерасплава материала через решетку с носледующей резкой на гранулы в камерев среде транспортно-охлаждающего агента, расплав материала подают при давлении Эф 10 кг/сЫ , при этом транспортно-охлаждающий агент нагревают до температуры, не превышающей температурузатвердевания полимерного материала,а резку производят при вакуумированиикамеры,На чертеже изображена схема гранулирования полимерных материалов,Исходный материал поступает в рабочий зазор А, образованный сопрягающимися поверхностями вращающегося и неподвижного элементов сдвига, где поддействием интенсивного термомеханического сдвига в течение нескольких секунд расплавляется до температуры, превышающей,температуру его переработкина 20-30 фС, пластицируется и гомогенизируется, За такое короткое время нахождения материала под действием интен; сивного сдвига н нем не развивается термомеханическая деструкция, однако вязкость полученного расплава снижает-, с), а генерируемая сдвигом н материале внутренняя кинетическая энергия увеличивается, что способствует значительному увеличению эФфекта разбухания при выходе экструдата из формующей ре- шетки. Подготовленный таким образом расплав полимеров экструдируют через Формующую решетку при давлениях 3-10 кг/см" для сохранения величины сообщенной материалу внутренней кинети 5 ческой энергии и его поньпаенных температур, Отклонение от укаэанных значений давления экструзии может привести к термоокислительной деструкции полимерон, На выходе из формующей решетки материал срезается на гранулы непосредственно н камере в среде транспортно" охлаждающего агента, нагретого до температуры, не превьпаающей температуру затвердевания полимера, при этом плотность транспортно-охлаждающего агента 15 должна быть больше плотности полимера для обеспечения равномерного формонания срезанных гранул средой транспортно-охлаждающего агента по всей их контактирующей со средой поверхности. ЗО Одновременно с Формованием срезанных гранул средой транспортно-охлаждающе" го агента производится вакуумирование камеры для обеспечения активного высвобождения сообщенной полимеру в про- З 5 цессе сдвига внутренней кинетической энергии с целью увеличения эффекта разбухания по плоскостям среза гранул, Для получения гранул правильной геометрической Формы шара велччина ваку О ума должна быть в пределах 700-690 мм рт.ст., в противном случае из-за неравномерности воздействия сил поверхностного натяжения по плоскостям среза гранул правильную геометрическую форму шара получить невозможно. Сфор мованные таким образом гранулы поступают на обезвоживание и сушку.На лабораторной установке на базедискового экструдера, обеспечивающейосуществление предлагаемого способа, 4 Обыла переработана и гранулы шарообразной формы партия полиэтилена марки10 Р 02-020 партии 602 по ГОСТ 16337-70в оличестве 250 кг, Полученные грануимеют правильную геометрическую 55форму шара с диаметром 2,5-3 мм, эллипсность не выше 1 Ъ, поверхность гладкая без.видимых швов, гранулометричес"кий состав ранномерный. При получениигранул правильной геометрической Формы шара на лабораторной установке поддерживались следующие значения параметронТемпература переработки полиэтилена,С 200-210 65 Давление экструзии,кгс/см До 10Темпе затура транспортноохлаждающего агента (воды)фС 100Потребляемая мощность привода установки, кВт 2-2,5Производительность,кг/ч 20величина вакуума,мм рт.от700Предлагаемый способ по сраннейию с известным позволяет получать гранулы правильной геометрической форьи шара, которые по насыпному весу, сыпучести, углу скольжения превосходят гранулы любых других форм.Так, например, насыпной вес гранул полиэтилена кубической формы около 0,42 г/см, гранул цилиндрической формы 0,5 г/стл, а гранулы шарообразной формы имеют насыпной вес 0,6 г/см ,Насыпной вес гранул полистирола кубической формы около 0,6 г/см , гранул цилиндрической Формы 0,63 г/см, а гранулы шарообразной Форма имеют насыпной нес 0,7 г/см , Угол скольжения3гранул полистирола кубической ормы 35 , цилиндрической формы - 30 , а шарообразной формы -, 25 . Угол скольжения гранул полиэтилена кубической формы 40 , цилиндрической - 33 , ао о шарообразных гранул - 25оИспользование полученных гранул на перерабатывающем оборудовании (червячные прессы, литьевые машины, ныдувные агрегаты, копировальные машины и др,) позноляет примерно на 10 увеличить производительность этих видов оборудования эа счет оптимизации эоны загрузки (уменьшение пористости и увеличение плотности упаковки гранул при их загрузке) и достижение равномерной пластикации и гомогениэации расплавов полимеров,Формула изобретенияСпособ гранулирования термопластичных полимерных материалов, заключающийся в подаче расплава материала через решетку с последующей резкой на гранулы в камере в среде транспортно-охлаждающего агента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения гранул правильной шарообразной формы, расплав материала подают при давлении 3-10 кгс/см при этом транспортно- охлаждающий агент подогренают до температуры, не превышающей температуру эатвердевания полимерного материала, а резку производят при вакуумиронании камеры.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Завгородний В.К, Механизация иавтоматизация переработки пластичес, -ких масс. М Машиностроение,1970, с. 84, 85-87,2. Патент ФРГ Р 1937862,кл. 39 а 1/02, 1971 (прототип),804462 дпкуумиат иоеоС УаУи Составитель Вн Техред М. Таба Редактор М лиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,лвриигп ююом Ра Фюою/Ф Заказ 10791/30 ВНИИПИ по д 113035