Методичка: Изготовление стрейч-пленки на основе полиэтилена

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Новосибирской области

Новосибирский химико-технологический колледж им. Д.И. Менделеева

Методические указания

к выполнению лабораторной работы для студентов направления 18.02.07. «Технология производства и переработки пластических масс и эластомеров»

Тема:

Изготовление стрейч-пленки на основе ПЭ

г. Новосибирск - 2017

Методические указания

к выполнению лабораторной работы «Изготовление стрейч-пленки на основе ПЭ» для студентов направления 18.02.07. «Технология производства и переработки пластических масс и эластомеров» разработаны в соответствии с требованиями ФГОС по специальности среднего профессионального образования 18.02.07. «Технология производства и переработки пластических масс и эластомеров»

Организация разработчик: ГБПОУ НСО «Новосибирский химико-технологический колледж им. Д.И. Менделеева»

Разработал: Адинаев Александр Бахорович заведующий лабораторией

Рекомендованы Научно-методическим советом колледжа

Протокол № от «» 2017 г.

Проверены старшим методистом

Содержание

Введение

1. Цель работы

2. Теоретическая часть

2.1 Характеристика и рецептура стрейч-пленки

2.2 Технология производства стрейч-пленки

3. Практическая часть

3.1 Характеристика оборудования и оснастки

3.2 Техническое и материальное обеспечение производства стрейч-пленки

3.3 Методика выполнения работы

4. Виды брака (дефекты) стрейч-пленок

5. Техника безопасности

6. Вопросы для защиты лабораторной работы

Библиографические ссылки

Введение

Современное производство предполагает наличие квалифицированных кадров на каждом этапе технологической цепочки изготовления продукции из полимерных материалов. Изучая оборудование для переработки пластических масс и эластомеров необходимо знать его работу не только теоретически, но и уметь применять на практике полученные компетенции.

Данное методическое пособие поможет студентам в освоении навыков при работе на эструзионном оборудовании, поэтапно объяснит руководство к действию при запусках и остановках линии, а также облегчит выполнение лабораторных и практических занятиях в получении рабочей профессии.

Методическая разработка предназначена для студентов старших курсов колледжей обучающихся по специальности 18.02.07 «Технология производства и переработки пластических масс и эластомеров» профессиональному модулю ПМ 01«Обслуживание и эксплуатация технологического оборудования» и профессиональному модулю ПМ 02 «Ведение технологического процесса».

1. Цель работы

Целью данных методических указаний к выполнению лабораторной работы является получение полиэтиленовой (далее ПЭ) стрейч-пленки с заданными физическими характеристиками.

Кроме того, студент должен стремиться:

1. делать выводы и применять практические навыки в условиях нестандартных ситуаций;

2. видеть перспективы развития соответствующей отрасли промышленности (производства);

3. пользоваться современной научной информацией, перерабатывать и использовать ее при решении практических задач;

4. уметь заполнять технологическую документацию;

5. уметь пользоваться средствами измерения;

6. владеть навыками работы на современном технологическом оборудовании;

2. Теоретическая часть

В теоретической части лабораторной работы приводится характеристика и рецептура стрейч-пленки, технологическая схема ее производства, описание и характеристика основного оборудования, и методика работы на экструзионном оборудовании при изготовлении стрейч-пленки из ПЭ

2.1 Характеристика и рецептура стрейч-пленки

Стрейч-плёнка (от англ. stretch -- растягиваться; произносится /str?t?/) -- растягивающаяся пластиковая плёнка, служащая для упаковки каких-либо товаров или грузов, в частности на поддонах. Престрейч - относительная деформация, на которую может быть растянута, пленка при обертывании продукции с обеспечением гарантированного скрепления объекта и без образования в ней разрывов и надрывов. Для различных марок это значение может составлять от 50 до 500%.Слово стрейч обозначает - растягивание. Это достигается с помощью использования следующих материалов.

Для производства полиэтиленовой стрейч-пленки используют линейный полиэтилен или LLDPE (линейный полиэтилен низкой плотности высокого давления(ЛПЭНП)),ПЭНП(полиэтилен высокого давления) и полиизобутилен ПИБ ([-- C(CH3)2CH2-]n).

Основное сырье для производства стрейч-пленки - ЛПЭНП (LLDPE).

Полиизобутилен (ПИБ)- вязкотекучая, каучукоподобная жидкость. Бывает также полиизобутилен в гранулах.

Для дозирования жидкого полиизобутилена используется жидкостный дозатор с подогревом (температура от 45 до 80^оС). В случае же с гранулами полиизобутилена используют или дозатор для гранул или второй экструдер (в случае с двухслойной, трехслойной пленками).

Производство паллетной стрейч-пленки осуществляют по ТУ 2245 - 001-59236666 - 04[1].

Стрейч-пленка для упаковки пищевых продуктов выпускается по ТУ 2245 - 001 - 53877708 - 2016[2]

Если плёнка трехслойная, один слой делают на основе металлоценового полиэтилена. В качестве металлоценового полиэтилена хорошо себя зарекомендовали импортные материалы exceed3518cb, enable2010cb и daelim xp9400.

Рецептурный состав 3-хслойной пленки, указан в таблице 1

Таблица 1

Рецептурный состав

Вместо полиизобутилена можно использовать клеевую добавку Вестамакс 6102 фирмы exxon mobil, его дозация составляет от 3 до 4%, эта добавка также улучшает физико-механические показатели плёнки увеличивая прочность на разрыв и прокол, а также улучшая восстановление размеров плёнки после растяжения. Аналогом Vistamaxx 6102 является Versify3300 фирмы Dow.

Также в клеевом слое можно использовать линейный полиэтилен сверхнизкой плотности, используя его в качестве клеевого слоя или в качестве добавки в клеевой слой с дозированием не менее 60%, он обладает высокой адгезией к плёнке. Линейный полиэтилен сверхнизкой плотности также улучшает свойства плёнки, увеличивая стойкость на прокол.

Клеевые добавки типа Вистамакса и полиэтилена сверхнизкой плотности в отличие от полиизобутилена не мигрируют на поверхность и не пачкают, разница особенно заметно при упаковке стёкол. [3]

2.2 Технология производства

Технология изготовления плоских пленок из термопластов заключается в непрерывной экструзии расплава полимера через щелевую головку с последующим охлаждением плоского полотна на поверхности вращающихся валов (гладильно-калибровочные).

Процесс изготовления пленки щелевым методом основан на выдавливании расплава через плоскую щель формующей головки (рис. 1) последующим охлаждением и намоткой полотна в рулон. Благодаря плоской конфигурации расплав сразу же после выхода охлаждается, что обеспечивает получение прозрачных пленок с высокими оптическими свойствами и увеличение производительности технологической линии (пленка отводится с высокой скоростью). Недостаток метода: сравнительно высокие отходы, изменение ширины требует смены формующий головки. Длительное время одним из недостатков считалось невозможность получать пленку большой ширины. В настоящее время разработаны линии производства плоских пленок шириной от 6000 до 9000 мм (Германия) [4]

Процесс производства пленки щелевым методом состоит из следующих технологических операций рисунок 1:

- подача гранул материала в загрузочный бункер экструдера

- плавление гранул и гомогенизация расплава в экструдере

- формование полотна в формующей головке

- двухсторонне охлаждение пленки на охлаждающих валках;

· обрезка утолщенных кромок

· намотка в рулон и упаковка

Кроме перечисленных операций, может производится предварительная подготовка сырья (сушка, окрашивание, подогрев гранул в случае необходимости) перед загрузкой его в бункер экструдера, непрерывное измерение толщины полотна изотопным толщиномером [5].

Рисунок 1 - Производство пленки щелевым методом

1. Экструдер

2. Формующая головка

3. Охлаждающие валы

4. Направляющий вал

5. Кромочное устройство

6, 7. Тянущие валы

8. Кромочный вал

9. Наматывающее устройство

3. Практическая часть

3.1 Характеристика оборудования и оснастки

Техническая характеристика линии для изготовления полиэтиленовой стрейч-пленки представлена в таблице 2.

Таблица 2

Техническая характеристика линии PSGCL - 45-55 для изготовления полиэтиленовой стрейч-пленки

Техническая характеристика фильеры:

· Угловая плоскощелевая

· ширина выходного отверстия650мм

3.2 Техническое и материальное обеспечение

В качестве технического обеспечения необходимо использовать средства измерений следующих видов:

Линейка металлическая (ГОСТ 427-75)[6]

Микрометр (ГОСТ 6507-90)[7]

Штангенциркуль (ГОСТ 166-89)[8]

Вышеуказанный инструмент понадобится для точного измерения размеров (ширины, толщины) выпускаемого изделия.

Материальное обеспечение:

· Шпули картонные для намотки пленки

· Перчатки х/б

· Скотч технический для первоначальной фиксации рукава на шпулю перед намоткой

· Нож выдвижной для отрезания пленки по ширине

· Ветошь для протирки валов

Растворитель для обезжиривания валов

3.3 Методика проведения работы

В данной методике описано проведение последовательных операций по изготовлению полиэтиленовой стрейч-пленки.

Перед началом работы

Студенту необходимо перед началом работы ознакомиться с инструкцией по ТБ. Основными поражающими факторами являются высокая температура, напряжение, движущиеся части рабочих механизмов.

Получить из лаборатории данные ПТР характеристик сырья для выставления предварительных температур по зонам нагрева экструдера и фильеры. Место расположения приборов указаны на фото 1.

Фото 1 - Приборная панель задания температур

Подготовить сырье для экструдера «А» и «Б». В экструдер «А» подается - вторичный лПЭНП или первичный (чистый) лПЭНП.

В Экструдер «Б» первичный лПЭНП или млПЭНП (металлоценовый линейный ПЭНП) и дополнительно ПИБ (в жидкой или гранулированной форме в зависимости от фирмы производителя).

В нашем случае используем следующую пропорцию - на 5 кг чистого ЛПНП или млПЭНП, добавляем 150-200 грамм клея “Вистамакс”. Данное соотношение было подобрано экспериментальным путем. Цифра по клею может меняться в зависимости от требований к качеству изделия, лабораторных исследований и т.д. См. таблица 1.

Агломерат от кромки подается только в экструдер «А».

Все сырье и для экструдера «А» и для экструдера «Б» подается автоматическими загрузчиками фото 2.

Фото 2 - Загрузчики сырья

Проверить подключение воздушного компрессора к системе и убедиться, что пневмоцилиндры системы смены валов в исходном положении фото 3.

Фото 3 - Правильное расположение пневмоцилиндров

Фото 4 - Приборная панель холодильной системы и кнопки включения в работу