Экструзия со вспениванием

При экструзии со вспениванием получают пористое (газонаполненное) изделие.
Как писал Serg, экструдат может быть плотно газонаполнен, или же иметь пористую сердцевину с монолитной оболочкой. Образование газа во время переработки обеспечивается вследствие добавления к сырью порообразователей (легкокипящая жидкость, порошок порофора и т.д.), или же при введении в расплав инертного газа. Порообразователи переходят в газ или же образуют его при определенных условиях переработки.

Газ или жидкость вводятся в сырье под давлением на специальном оборудовании или же непосредственно в зоне дозирования экструдера во время экструзии. Вместо того твердые порофоры и некоторые жидкости вводятся в сырье при их синтезе. Порофор проходит эти же самые стадии, которые как полимер – транспортирование, уплотнение, нагревание, плавление перед образованием газа. При достижении некоторой температуры в зоне дозирования образуется газ, который быстро растворяется в расплаве вследствие большого давления и развитой поверхности. Именно поэтому не рекомендуется использовать шнеки с дегазацией канала. Сечение щели головки должно быть меньше, в сравнении с размером формируемого изделия, с учетом вспенивания, которое наблюдается при выходе из головки.

Увеличение размера обусловлено дополнительно эффектом Баруса.

Сечение каналов в головке должно быть большим, чтобы избежать значительного спада давления, а длина со значительным уменьшением давления. Давление в расплаве ощутимо возрастает в зоне дозирования и резко падает в щели головки.Одновременно давление газа возрастает в меньшей мере в зоне дозирования но начинает резко падать только после выхода из щели.

Свойства изделия зависят не только от типа полимера и порофора и его количества и добавок, но также от условий переработки.

Полимер на выходе из щели головки еще не стабильный и не прочный, поэтому за счет напряжения на границе полимер-газ и диффузии уменьшается количество пор, которые увеличиваются в размерах. Поэтому экструдат нужно быстрее охладить до стеклообразного или выносливого эластичного твердого состояния.

Нужно заметить, что вспененный материал охлаждается медленнее, чем монолитный материал за счет низшей теплопроводности.

Для получения изделия с монолитной оболочкой создают условия экструзии с
калиброванием при интенсивном охлаждении внешней поверхности, что предотвращает порообразованию в слое, в котором быстро нарастает вязкость и происходит резкое изменение физического состояния. Полученные изделия имеют повышенную прочность и их можно считать к конструкционными пористыми изделиями. Другим методом формования конструкционных пористых изделий является ко-экструзия.

Экструзией со вспениванием перерабатываются, в основном, термопласты. В зависимости от условной плотности изделия делят на: конструкционные , полуконструкционные с и неконструкционные с . Таким методом можно получить изделие с разной степенью вспенивания, вплоть до образования структурированной пены, например, ПЭТФ может быть вспенен даже вследствие разделения газом отдельных фибрилл. Такие изделия широко применяют в медицине.

Интересный эффект наблюдается при экструзии ПЭ со вспениванием вместе со сшивкой цепочек. Отличается тем, что в этом случае на относительную плотность материала не влияет тип сшивающего агента, который использован для сшивания.