Spumarea granulelor individuale, pe lângă simplitatea instrumentării schemei tehnologice, are o serie de avantaje față de spumarea blocurilor mari. În primul rând, granulele pot fi utilizate pentru fabricarea produselor cu o configurație foarte complexă, care nu poate fi realizată dintr-un bloc. În al doilea rând, datorită conductivității termice scăzute a polistirenului, granulele individuale sporesc până la 5-10 ori mai repede decât întregul bloc.
Materia primă pentru producerea de polistiren expandat prin metoda ne-presare este polistirenul cu suspensie (margele) sub formă de pelete de dimensiune de 0,5-3 mm, obținut prin polimerizarea în suspensie a stirenului; în același timp se introduce 4-5% izopentan.
De asemenea, este produs polistiren suspendat cu inflamabilitate redusă (auto-stingere) (PSBS). Pentru a reduce inflamabilitatea în timpul polimerizării stirenului, tetrabromo-paraxilen este adăugat într-o cantitate de 4-5%.
Tehnologia recepției. Procedeu de preparare REZUMAT PSB este că, sub influența temperatură ridicată (80 ° sau mai mare) polistiren trece dintr-o stare vitroasă la curgere vâscoasă și izopentan, spumarea la o temperatură de peste 28 °, presiunea vaporilor de polistiren perle expandabile.
Cu toate acestea, principalul factor care permite obținerea unor metode de polistiren bespressovym constă în faptul că granulele individuale ale materialului hidrofob este orice polistiren, poate fi sudate unul la celălalt, în prezența apei la temperaturi relativ scăzute (90-100 °). |
Procesul tehnologic de producere a polistirenului expandat PSB include următoarele operațiuni: spumarea preliminară a granulelor (spumare primară); granule spumante uscate (dacă este necesar) și îmbătrânirea lor; formarea de produse (spumare secundară); răcirea articolelor sau blocurilor turnate; Tăierea blocurilor pe plăci sau produse de mărimea necesară.
În cazul spumei primare, în granule se formează celule distribuite uniform, cu dimensiuni de 50-150 microni, sub formă de polyhedra umplute cu vapori de izopentan.
Granulele se extind cu încălzire nu numai din cauza presiunii vaporilor de izopentan. În plus, spumarea suplimentară este influențată în mare măsură de difuzia vaporilor de apă în celulele formate. Înainte de a sta în picioare, dacă peleții au un conținut de umiditate mai mare de 25%, acestea trebuie să fie uscate la o temperatură de cel mult 40 °.
Rezistă granulelor la o temperatură de cel mult 28 °, deoarece difuzia izopentanului din celulele granulei se intensifică cu creșterea temperaturii. Durata expunerii depinde de volumul în vrac și masa granulelor este de 20-30 g / l de aproximativ 6-24 ore. La expunerea necesară pentru a se asigura că presiunea în celulele pelete nivel atmosferic.
Pentru a forma produsul, bilele expandate sunt plasate într-o matriță în care ocupă 60-70% din volumul său (restul se află în spațiul intergranular). Cu încălzire secundară, polistirenul este din nou înmuiat și devine o stare care curge în stare vâscoasă. În celulele granulelor, se creează o presiune parțială a vaporilor de izopentan, apă și aer, ca urmare a creșterii volumului granulelor.
Pe măsură ce volumul granulelor crește, volumul matriței este complet umplut. Atunci când sunt compactate, granulele sunt deformate, devenind policedru. În locurile de contact, are loc sudarea (topirea) granulelor individuale, rezultând formarea unui articol monolit.
Când spuma este răcită după spumarea finală, se formează un vid în celulele granulelor, ca în cazul răcirii după spumarea preliminară. Miezul plasticului din spumă trebuie să reziste diferenței de presiune din celule și atmosferice până când aerul este umplut în celule. Prin urmare, produsele obținute trebuie răcite din polistiren expandat în formă treptată la o temperatură de 40-50 °, după care sunt îndepărtate din matrițe.
Produsele obținute trebuie să fie uscate, deoarece umiditatea, strânsă prin vid în celulele de granule, va crește densitatea în vrac și va reduce conductivitatea termică a materialului.
La prepararea articolelor din polistiren expandat cu o greutate de peste 40 kg / m³ poate fi produs cu un singur pas, ca izopentanul și presiunea vaporilor de apă va fi suficient material pentru a umple întregul volum al matriței, sigilarea și lipirea acesteia.
Producția de polistiren expandat în URSS a fost realizată în conformitate cu schema tehnologică descrisă mai sus, dar la diferite întreprinderi aceasta a fost diferită în structura echipamentului utilizat. Echipamentul a fost ales ținând cont de configurația necesară și de greutatea volumului produselor.
Pre-spumarea polistirenului de suspensie poate fi efectuată cu ajutorul apei calde, a aburului sau a curenților de înaltă frecvență, încălzind polistirenul cu granulație la o temperatură de 90-120 °. Pentru această operație, se folosesc diferite tipuri de agenți de suflat continuu și continuu cu diferite suporturi de căldură.
La cantități mici de producție, este mai util să se spală polistirenul în agenți periodici cu ajutorul apei calde, deoarece în acest caz este necesar un echipament foarte simplu. Cu un volum semnificativ de producție de polistiren expandat, este mai avantajos să se utilizeze abur, care permite automatizarea procesului de spumare preliminară a polistirenului. În același timp, granulele sunt ușor umezite și nu este nevoie să le uscați.
Pentru agenții de spumare periodici se menționează băi de apă unde polistirenul de bile este încărcat cu o viteză de aproximativ 500 g / m2 suprafață de baie. Spumarea are loc la o temperatură de 95-98 ° timp de 2-5 minute.
Există, de asemenea, agenți de suflare periodici, care sunt tancuri cilindrice din oțel, echipate cu un agitator. Suportul de căldură este încălzit cu abur. Granulele sunt încărcate manual sau prin obloane mecanice. Procesul este monitorizat vizual prin geamul vizual. Agenții de suflare continuu sunt mecanici (Figura 48), șurub, tambur și pre-spumare (UPV) etc.
(Figura 48) Schema de agent mecanic de suflare: 1 - un rezervor; 2 - barbotor: 3 - șnec; 4 - buncăr; 5 - dozator; 6 - clopotul; 7 - trapă pentru granule spumante
Agentul de suflare a șuruburilor este o țeavă cu un diametru de 200 mm, în interiorul căreia există un șurub, prin intermediul căruia polistirenul de suspensie se deplasează cu o anumită viteză de la orificiul de încărcare până la ieșire. Corpul tubular al șurubului are o manta de aburi, în care aburul este alimentat cu o presiune de 0,9-1,1 atm, astfel încât să fie creată o temperatură de 95-102 °. Timpul de trecere a polistirenului de suspensie, în funcție de proprietățile specificate ale produselor, durează 1-2 minute. Granulele se spală și se lasă agentul de spumare cu umiditate de 16-20% (în greutate). Productivitatea agentului de spumare a agregatului este de 1-2,5 m³ / h.
Într-un agent de suflare tip tambur, polistirenul cu bile este spumat cu abur la o presiune de 0,7-0,9 la, alimentat într-un tambur rotativ. Margelele vin prin distribuitorul de celule cu abur și sunt suflate în tamburul rotativ prin ejectorul de abur. Timpul de spumare este de 3-6 minute, în funcție de volumul specificat de granule de spumă; este reglată de o altă viteză de rotație a tamburului. Productivitatea agentului de suflare este de 4,5-5,5 m³ / h, consumul de abur este de 150 kg / h. Din agentul de suflare a tamburului, granulele ies cu un conținut de umiditate de 30-50%.
În instalația de pre-spumare de gradul UPV-1, polistirenul de suspensie este pre-spumat într-un curent turbulent de apă. Un astfel de flux este generat de aerul furnizat de compresor. Apa este încălzită cu ajutorul registrelor de aburi.
Performanța UPV-1 este de 65 kg / h; consum de abur pentru spumare 22-43 kg / h, aer - 42-84 m³ / h și apă - 0,7 m³ / h. În unitatea de pre-spumare UPV-2, polistirenul de suspensie este spumat folosind un amestec de abur-aer.
Uscați granulele spumate, de obicei, cu aer cald, la o temperatură de 40-60 ° în timpul transportului granulelor în coșul de depozitare. Sunt de asemenea utilizate uscătoare pneumatice.
Rezistă granule în recipiente timp de 6-24 ore sau mai mult. Timpul maxim de maturare pentru granulele spumate este de 14 zile, deoarece timpurile de rezidență mai lungi, izopentanul se evaporă și capacitatea de spumare a granulelor scade.
Spumarea secundară (turnarea produsului), în funcție de configurația cerută și de densitatea în vrac a produselor fabricate din polistiren expandat, poate fi efectuată pe diverse echipamente periodice și continue, utilizând diferite suporturi de căldură.
Alegerea acestui tip sau a modului de formare a produselor, ca și în cazul spumării preliminare, este determinată de volumul necesar de producție și de resursele de energie disponibile.
La agregatele de formare a acțiunii periodice pot fi purtate forme portabile și staționare de diferite modele. Mesele portabile sunt fabricate din oțel inoxidabil sau din aluminiu cu capace bine închise. Formele au perforații pentru evacuarea aerului și a apei. Dimensiunile matritelor sunt de obicei mici (de exemplu, 900X650X100 mm).
Spumarea secundară a granulelor în forme perforate portabile se realizează în apă fierbinte sau în abur într-o autoclavă. Autoclavele sunt proiectate pentru o presiune de vapori de funcționare de 1,2-1,3 la. Temperatura spumei secundare este de 90-100 °, durata acesteia fiind de 30-45 de minute. Unele modele de mucegai au un fund fals unde un abur ascuțit este furnizat pentru spumarea secundară.
Pentru spumarea secundară a bilelor cu curenți de înaltă frecvență se utilizează forme conductive în care sunt așezate perle de polistiren pre-expandate cu un conținut de umiditate de 30-50%. Datorită constantei dielectrice scăzute a polistirenului, cea mai mare parte a energiei este folosită pentru încălzirea apei până la fierbere. Vaporii de apă care rezultă încălzesc granulele, ducând la spumarea și lipirea lor secundară. Formele staționare fac posibilă obținerea de blocuri de dimensiuni considerabile (Figura 49).
(Figura 49) Vedere generală a matriței pentru spumarea secundară (turnarea produsului)
Formularele sunt de obicei echipate cu jaluzele hidraulice pentru închiderea și deschiderea pereților și a ejectorilor hidraulici. Materialul este încălzit de obicei prin abur supraîncălzit cu o presiune de 1,5-4,0 la; răciți-l cu apă.
Unele construcții de forme staționare au niște formatori care au niște direcții longitudinale și transversale. În aceste forme este posibil să se facă blocuri goale din polistiren expandat. Hollowerele sunt tuburi metalice perforate cu secțiune transversală diferită, prin care aburul este introdus în masa de granule.
În formele staționare, este posibil să se producă simultan panourile cu trei straturi. În timpul spumării secundare, are loc modelarea simultană a polistirenului expandat pe foile de învelire și încadrarea panoului.
Prin formarea a doua unități de expansiune pentru funcționare continuă includ linii transportoare, mașini rotative, plante, pentru obținerea polistirenului continue prin tip orizontal și vertical, și altele. |
Linia transportorului este o construcție de forme care se deplasează de-a lungul unei linii închise. Formarea continuă are loc în mai multe etape: încărcarea granulelor spumate în matriță, închiderea matriței, tratarea termică în camera de abur, răcirea, deschiderea matriței și îndepărtarea produsului. Caruselul este o masă rotundă pe care sunt plasate șase forme (Figura 50).
(Figura 50) Schema mașinii carusel: 1 - carusel cu acționare; 2 - formularul; 3 - mecanism de coliziune; 4 - dispozitiv de măsurare; 5 - presa hidraulica; 6 - mecanismul de distribuire; 7 - liftul; 8 - stație de distribuție; 9 - Stație de pompare
Operațiunile de încărcare, încălzire, răcire și descărcare se efectuează secvențial după fiecare viraj al mesei carusel. Tratamentul termic al materialului se realizează prin abur supraîncălzit cu o temperatură de 110-120 ° și o presiune de 1,7 atm timp de 4 minute. Răciți matrițele cu apă la o temperatură de 50 °. Blocul turnat este eliberat din matriță prin intermediul unui ejector hidraulic.
Dimensiunea maximă a produselor turnate este de 1000x1000x300 mm; productivitatea caruselului este de 7,5 buc / h, care este de 2,25 m³ / h; consum de abur de 250 kg / h
Plantele continue permit producerea unei benzi continue de polistiren expandat cu o densitate în vrac de 20-40 kg / m³. Unul dintre schemele de astfel de instalații este prezentat în Fig. 51.
(Figura 51) Diagrama instalării continue pentru producerea spumei: 1 - buncăr de materie primă; 2 - alimentator de disc; 3 - burghiul de spumare preliminară; 4 - mixer buncăr; 5 - agregat de transport cu lanț (transportor); 6 - răcitor transportor cu bandă (transportor cu bandă); 7 - dispozitiv de tăiere; 8 - rezervor pentru prepararea grăsimilor
Unitatea de formare este alcătuită din patru unități principale: un transportor cu lanț, care este un corp de formare; bandă transportoare, proiectată să răcească dimensiunea finală a fasciculului de 1200 × 100 mm; un muștiuc care conectează ambele transportoare și un dispozitiv de tăiere. Aburul cu o temperatură de 99-102 ° este alimentat în camerele de abur superioare și inferioare. Blocul de spumă este răcit în vid cu o presiune de 200 mm de apă. Art. care promovează evaporarea umidității. Timpul ciclului tehnologic complet este de 77,5 minute, capacitatea unității fiind de 9,22 m³ / h.
Instalație pentru producerea continuă de spumă de polistiren poate consta dintr-o bandă transportoare: în acest caz, două centuri sunt dispuse orizontal deasupra celuilalt, formând o cameră superioară și inferioară, iar celelalte două formează pereții din față și spate a camerei. Viteza centurii este de 1,5 m / s. Un abur ascuțit este alimentat prin perforațiile din benzile superioare și inferioare. Lungimea mașinii este de 3 m, lățimea curelei este de 0,35 m, înălțimea stratului de spumă este de 10 cm; productivitatea mașinii de 0,3-0,5 m³ / h.
Una dintre unități este un transportor orizontal format din 49 de cărucioare de 250 x 500 mm. Ramura superioară a transportorului formează un canal continuu de secțiune transversală dreptunghiulară. Pe toată lungimea instalației sunt împărțite în trei zone: zona de încălzire, zona de răcire și zona de tranziție, care separă ultimele două. În zona de încălzire, placa este prevăzută cu o manta în care este furnizat abur, porțiunea de placă acoperită de manta având o perforare de-a lungul lățimii transportorului.
În placa de zonă are o manta de răcire, care este alimentat cu apă rece, și în ramura de lucru a transportorului și în jurul pereților laterali ai cărucioarele sunt prevăzute cu tuburi perforate, ale căror fund irigate cu apă și laterale pereții boghiuri. Plăcile cu lungimea necesară sunt tăiate din blocul continuu de un ferăstrău circular. Capacitatea medie a unei astfel de instalații este de 2,66 m³ / h; consumul mediu de abur cu o presiune de 1,0-1,5 la 1 m³ de produse este de 61 kg.
Blocurile de polistiren expandat cu o densitate în vrac de 20-25 kg / cm3 au o secțiune de 500 x 100 mm, lungime - de la 800 la 6000 cm.
Articolele și blocurile turnate în camerele de uscare sunt uscate la o temperatură de 40-60 °, unde sunt păstrate timp de aproximativ 1-3 zile. Uscarea finală a produselor la 12-20% are loc în depozitul de produse finite.
Blocurile sunt tăiate în formă de plăci sau articole de dimensiuni dorite sau ferăstraie circulare pentru ecartament de prelucrare șir cald (sârmă nicrom), prin care curentul electric este trecut la o tensiune de până la 50. |
În țara noastră există un număr de ateliere de lucru pentru producția de polistiren expandat PSB, schemele tehnologice ale cărora reprezintă diferite combinații ale echipamentelor discutate mai sus. De exemplu, la Combinația de materiale de construcție Gargzdai, spumarea primară are loc în arbore, iar secundar - în forme portabile. În fabrica de produse din construcții din Minsk, spumarea primară se efectuează în arbore, iar turnarea blocurilor - pe o instalație continuă cu un transportor cu lanț. La spuma Mytishchi Combine "Stroiplastmass" spumarea primară are loc în agenți verticali de suflare periodică și turnare - într-o instalație continuă.
Polistirenul de stingere a incendiului PSB-C este produs în conformitate cu schemele tehnologice descrise mai sus fără a schimba parametrii tehnologici.
Styrofoam PSB este o peletă sferică cu ochiuri fine care este sinterizată împreună. În interiorul fiecărei particule există micropori, iar între particule există goluri de diferite dimensiuni. Volumul golurilor este de obicei 3-6%, iar volumul micro-vidurilor este de 94-97%.
Proprietățile fizico-mecanice și PSB PSB-C depind de calitatea suspensiei polistiren, de distribuție a mărimii particulelor, metodele și modurile de tratament termic primar și final și într-o măsură mai mare de densitatea în vrac. |
Conform GOST 15588-70, plăcile termoizolante din spumă de polistiren, în funcție de densitatea în vrac, sunt împărțite în mărci: PSB-20, 25, 30 și 40; PSB-S-25, 30 și 40, ceea ce înseamnă, respectiv, 20 ÷ 40 kg / m³. În funcție de proprietățile fizice și mecanice, plăcile ar trebui să îndeplinească cerințele specificate în tabelul nr. 22.
Tabelul 22. Caracteristicile fizico-mecanice ale plăcilor din spumă de polistiren
Plăcile PSB-S la determinarea timpului de auto-ardere nu trebuie să ardă mai mult de 5 secunde după îndepărtarea sursei de incendiu. Umiditatea plăcilor nu trebuie să depășească 15%. Compresiunea relativă la o temperatură de 70 ° (rezistență la căldură) nu trebuie să fie mai mare de 5% sub o sarcină de 0,05 kg / cm2.
Funcționarea prin presare a PSB, precum și polistirenul expandat PS-1 și PS-4, reduce modulul de elasticitate dinamic și sporește proprietățile de izolare fonică datorate șocului și zgomotului din aer.
Polistiren expandat și ștampila PSB PSB-S este utilizat pe scară largă pentru plăci de fabricație acoperiri și învelișuri, izolarea acoperișurilor, acoperiri și sfere de diferite modele, pereții exteriori și a articulațiilor, pereții interiori și partiții, pardoseli, conducte și rezervoare de stocare și altele.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: