Шпаргалка: Основы технологии производства рукавных полиэтиленовых пленок. Технология производства пленки полиэтиленовой

Изготовление полиэтиленовой пленки

Сегодня полиэтиленовая пленка используется на большинстве пищевых производств, в торговле и быту. Это простой и очень удобный способ быстро запаковать какой-либо предмет и уберечь его от попадания пыли и влаги.

Используя полиэтиленовую пленку, мы редко задумываемся о том, каким способов она производится. Пришло время устранить этот пробел. Строго говоря, методов производства пленки сегодня существует предостаточно, но в основном используется только один – самый экономичный. О нем мы и поговорим.

Эструзионный метод получения полиэтиленовой пленки

Этот метод получил название метода экструзии. Если вы видите перед собой подарочную пленку, или обычную прозрачную полиэтиленовую пленку, знайте, что они были произведены именно экструзионно.Вначале производится подготовка сырье и его укладка в экструдер. В нем полиэтилен в виде гранул расплавляется под воздействием высоких температур. Для того чтобы полученная масса приобрела однородность, производится постоянно перемешивание сырье. Для того чтобы придать пленке определенный цвет в расплавленный полиэтилен добавляют стабилизаторы и красители. При этом формирование самой пленки происходит под воздействием специальных головок, которые могут быть как круглой, так и плоской формы. Если речь идет об изготовлении изделия рукавного типа, используется круглая головка. При этом из аппарата пленка выходит с сжатым воздухом внутри. Полученный рукав охлаждают и сматывают в рулон. Для охлаждения применяется метод обдува или помещения вхолодную воду.

Свойства полиэтилена

Полиэтилен - это незаменимый материал в промышленности и строительстве. От других полимеров он отличается двумя главными качествами, которые и предопределили его использование. Эти качества газо- и паропроницаемость. Запомните их, так как везде, где вам потребуется хорошо дышащий материал, вы сможете использовать полиэтилен.

Характеристики материала определяет способ его получения

Есть у полиэтилена и другие особенности, которые во многом зависят от условий его получения и химической устойчивости. Для большинства видом полиэтилена характерно стабильное поведение в кислой и щелочной среде, отсутствие реакций соляными растворами, водой, спиртом. В быту он прекрасно зарекомендовал как материал, устойчивый к бензиновым, масляным пятнам, овощным сокам, фруктовой кислоте и т.д. Единственное вещество, против которого полиэтилен бессилен, это азотная кислота. Кроме этого он наполовину растворяется жидким хлором и фосфором. А вот растворы брома и йода он хорошо задерживает. Органические растворители он также не пропускает. Они вызывают лишь незначительное его набухание. В целом, это идеальный материал для использования в жилищном строительстве. Он долговечен, устойчив, обладает хорошей паро и газопроницаемостью, другими словами дышит.

Эластичность и твердость полиэтилена

В зависимости от плотности, полиэтилен может быть боле или менее эластичным. Также его виды различаются по жесткости. Полиэтилен устойчив к механическим повреждениям, к перепадам температур, прекрасно зарекомендовал себя в полярных условиях (при температуре до -70 градусов). Он не имеет запаха, не поглощает жидкости и газы, очень нейтрален. Самый твердый полиэтилен носит название полиэтилена высокой плотности. Он имеет кристаллическую структуру. Полиэтилен низкой плотности, напротив, отличается мягкостью и имеет низкую кристалличность.

Не раз доказано, что полиэтилен превосходно проявляет себя в эксплуатации. Не зависимо от типа, он высоко устойчив к ультрафиолету и нагреванию, не поддается разрушению ни под воздействием вакуума, ни под воздействием инертных газов. Выдерживает температуру до +80 градусов. При длительном прямом попадании солнечных лучей, может быть подвержен фотостарению. Однако этот эффект легко предотвратить, если покрыть верхний слой полиэтилена сажей.

Применение пенополиэтилена

Ранее мы уже писали о том, что полиэтилен является универсальным материалом. Он обладает отличными эксплуатационными свойствами, высокой устойчивостью к жидкостям и хорошей газопроницаемостью. В связи с этим область его применение предельно широка. Полиэтилен используется для гидро- и звукоизоляции, для упаковки бьющихся товаров, производства пакетов и прочих необходимых в быту мелочей.

Шумопоглощение и гидроизоляция

Благодаря своей устойчивости к производным нефтепродуктов и воде (полиэтилен их не пропускает), данный материал нашел свое применение на производстве водного транспорта. Сегодня ни одна лодка, катер или яхта не выходит из доков без полиэтиленовой гидроизоляции. Благодаря отличным шумопоглощающим свойствам полиэтилен стал применяться и в автомобильной промышленности. Подходит он и для прокладки стен в домах с тонкими стенами и высокой слышимостью. Полиэтилен используют и при производстве спортивного оборудования, матов, рюкзаков, спасательных жилетов.

При этом материал является абсолютно безопасным для здоровья и жизни человека. Этим может похвастаться далеко не каждый синтетик. Полиэтилен, который сходит с конвейеров в России, обязательно снабжается специальным гигиеническим сертификатом, подтверждающим экологическую чистоту продукта. В действительности полиэтилен настолько чист, что его используют для изготовления посуды и различных контейнеров для хранения пищи. Часто он используется для изготовления тюбиков для косметических средств, бутылок для напитков и т.д.

Основная отрасль использования - строительство

Строительство промышленных и жилых зданий – это та отрасль, которую сегодня просто невозможно представить без полиэтилена. Полиэтилен используется для изготовления различных изоляционных материалов. На рынке представлены десятки всевозможных марок шумопоглощающего полиэтилена, полиэтилена для гидроизоляции. Помимо этого полиэтилен используют в пищевой, холодильной, легкой промышленности, да и еще много где. Такого широкого спектра применения сегодня нет ни у одного другого материала. Характеристики материала, предопределяющие его использование, зависят в первую очередь от способа его производства. Более подробно на этом мы останавливались в одной из наших предыдущих статей.

Трубы из полиэтилена

Вероятно, одним из наиболее популярных и распространенных типов продукции, произведенной из полиэтилена являются трубы. Они изготавливаются из полиэтилена низкого давления и обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными металлическими трубами. Чего стоит одна их устойчивость к ржавчине. В то время как металлические трубу уже через год начинают чернеть от коррозии, полиэтиленовые трубы сохраняют свой первоначальный вид. По данным ученых, такие трубы могут служить без замены на протяжении как минимум 100 лет. А недавно появились данные о том, что их можно эксплуатировать и все 500 лет. Конечно, эта информация еще нуждается в подтверждении, но она очень похожа на правду, учитывая, что срок жизни некоторых особо прочных волокон полиэтилена оценивается в 1000 лет!

Первые полиэтиленовые трубы появились в Японии

Полиэтиленовые трубы впервые стали широко эксплуатироваться в Японии. Страна Восходящего Солнца, как всегда, далеко опередила все остальные государства. Недаром ее называют самые техногеничной страной в мире. Полиэтиленовые трубы быстро прижились на сейсмически активных островах. В отличие от тех же металлических труб, они обладали большей устойчивостью к толчкам и крайне редко выходили из строя. Японцы мгновенно оценили практичность данного рода изделий. Гарантийный срок на трубы, выпущенные японскими компаниями, составляет 50 лет. Как правило, покупатели так ни разу за полвека и не обращаются в сервисный центр.

Достоинства полиэтиленовых труб

Трубы, как и все прочие изделия из полиэтилена очень устойчивы к изменению климата, температуры, освещенности, влажности, но что важнее, они не теряют свои свойства даже через 50 лет эксплуатации. Причем в ряде случает характеристики тру не только не ухудшаются по прошествии лет, но и улучшаются. Например, за счет постоянно полировки труб микро абразивными частицами, гладкость трубы со временем значительно увеличивается, что приводит к более стабильной подаче жидкости. При этом ни на внешний, ни на внутренней поверхности трубы не образуется наростов, коррозий, отложений шлаков и прочих неприятностей, характерных для классических труб, выполненных из металла. Такие трубы проще монтировать и обслуживать.

Полиэтиленовые пакеты в нашей жизни

Полиэтиленовые пакеты как универсальное средство для хранения и переноски вещей – это изобретение американцев. Первый такой пакет был произведен в 19757 году. Его создатели и представить не могли, какое великое будущее ожидает их творение.

Основная причина популярность пакетов у производителей – возможность саморекламы

Сейчас мы уже не можем представить свою жизнь без пакетов. Мы используем их, чтобы переносить покупки, хранить старые вещи, складывать мусор и т.д. Со временем полиэтилен стал особенно популярен у производителей. Они стали использовать пакеты с целью саморекламы, размещая на них свои слоганы и логотипы. Такая реклама оказалась очень прибыльной. Размещение своей информации на пакете неизменно приводило к росту продаж. И со временем каждый толковый производитель обзавелся собственными фирменными пакетами. Так полиэтилен стал частью корпоративной культуры и главным средством маркетингового продвижения.

И сегодня размещение рекламы на пакете остается наиболее простым способом достучаться до потребителя. Такая реклама не раздражает, так как наружная. Каждый магазин стремится использовать этот ненавязчивый способ напомнить о себе. Положив купленную клиентом вещь в фирменный пакет, магазин не только делает ему приятный бонус, но и повышает его лояльность.

Процесс производства полиэтиленовых пакетов

Полиэтиленовые пакеты изготавливаются под различным давлением. В зависимости от условий производства такие пакеты могут быть более или менее плотными, цветными или прозрачными, устойчивыми к нагрузками и быстро рвущимися. Технология изготовления пакета в точности повторяет технологи изготовления полиэтиленовой пленке. Ведь что такое пакет, если не пленка, которой придали определенную форму и законченность. Наиболее прочными пакетами являются те, которые выполнены под высоким давлением. На них можно спокойно наносить логотипы и любую информацию рекламного характера, зная, что они прослужат клиенту многие месяцы. Полиэтиленовые пакеты, произведенные при низком давлении, менее удобны в эксплуатации. Также на рынке сегодня можно найти множество пакетов, изготовленных из смеси полиэтилена и добавок. Наиболее распространенной является добавка d2w. Примечательно, что упаковки, созданные на основе этой добавки, быстро разлагаются в почве (всего за три года) и не оказывают на окружающую среду вредного воздействия.

news-mining.ru

Технология производства пластиковых пакетов

Сегодня население планеты повсеместно использует огромное количество пластиковых пакетов. Известно, что ежегодно производится более 1 трлн. пакетов, которые можно встретить в разных местах и сферах деятельности человека, где они применяются в самых различных целях: от упаковки бытовой техники до переноски продуктов питания.

Полиэтилен

Пластиковые пакеты изготавливаются из полимерного вещества, известного как полиэтилен (PE) и образованного из длинных цепей атомов углерода и водорода. Структуры этих цепей могут отличаться в зависимости от того, какой тип полиэтилена нужно получить на выходе, но практически все они применяются в производстве различных типов пластиковых пакетов.

Например, HDPE представляет собой полиэтилен высокой плотности и является наиболее распространенным типом полиэтилена, используемого для создания сумок. Этот пластик создан из прямых цепочек молекул, которые очень мало ветвятся, оставаясь линейными от начала до конца. Эта линейная структура создает очень прочный материал, который выдерживает нагрузку значительной массы без разрыва. LDPE – это пластик, созданный с малой плотностью, то есть из разветвляющихся цепей полимерных материалов. Это очень легкий, почти пленочный пластик, который используется для изготовления сухих чистящих мешков, необходимых чаще всего для обертывания предметов одежды. Структура LLDPE, при сравнении с линейным полиэтиленом низкой плотности, тоже не разветвляется, но и не имеет прочности такого уровня, как HDPE. Это означает, что мешки, изготовленные из пластмасс LLDPE, должны быть более толстыми и более тяжелыми, чтобы обеспечить необходимую прочность. Сумки, используемые в магазинах одежды, являются распространенным примером мешков, изготовленных из этого вещества.

Полиэтилен является одним из самых универсальных и широко используемых термопластов в мире благодаря его отличным свойствам, таким как прочность, почти нулевое поглощение влаги, отличная химическая инертность, низкий коэффициент трения, простота обработки и др.

Экструзия

Изготовление пластикового пакета – технологический процесс, который состоит из двух основных производственных этапов.

Первый этап заключается в изготовлении полимерной пленки, и он называется – экструзия, при этом, чаще всего принято говорить о двух направлениях этой технологии: экструзия литой пленки и экструзия с выдуванием пленки.

Литые пленки используются для упаковки пищевых продуктов и текстиля, обертывания цветов, ламинирования других материалов и т.п. Как правило, процесс получения литой пленки включает операцию соэкструзии, которая представляет собой одновременную экструзию двух или более материалов из одной матрицы для образования многослойной пленки. Это связано с тем, что во многих случаях окончательное применение пластиковой пленки требует прочности, которая не может быть достигнута, если пленка состоит только из одного материала. Например, для применения в пищевой упаковке требуется использование пленок с возможностями кислородного барьера. Количество слоев, их положение в соэкструдате и их индивидуальная толщина являются переменными величинами, которые изменяются в зависимости от конкретного применения пленки.

В процессе экструзии литой пленки расплавленный полимер проходит через плоскую матрицу, чтобы принять форму плоской пленки. Матричная система состоит из матрицы и блока подачи (если это соэкструзия) или просто матрицы, если процесс основан на технологии монослойной экструзии. Процесс начинается с подачи гранул с помощью гравиметрической системы подачи на один или несколько экструдеров. Затем материалы расплавляют и смешивают с экструдерами, фильтруют и подают в матричную систему. Сразу же после выхода из матрицы расплавленное сырье поступает в охлаждающий блок, где его температура опускается при взаимодействии с холодной водой через охлаждающий валик.

В цикле получения литой пленки степень вытяжки и ориентации значительно ниже, чем в процессе выдувной пленки. Кроме того, механические свойства пленки в поперечном направлении ниже по сравнению с материалами, полученными в процессе выдувной пленки, из-за более высокого уровня ориентации, который испытывает пленка в процессе выдувания.

И так как в процессе производства пакетов чаще всего нет необходимости в использовании плотных пленок для первичного материала, то экструзия с выдуванием пленки стала наиболее распространенным процессом, с помощью которого в дальнейшем изготавливаются пленки именно для пакетов.

В такой производственной линии на начальном этапе тоже используется экструдер (несколько экструдеров), предназначенный для нагрева гранул полиэтиленового пластика до высокой температуры. Эта температура плавит и пластифицирует гранулы, и в это время расплавленный пластик подается в матрицу машины, где определяется толщина, которую должен иметь мешок.

Но далее процесс сопряжен уже с непрерывным выдуванием пластика до таких размеров, которые в несколько раз превышают первоначальный диаметр матрицы с образованием при этом тонкой трубчатой пленки. Пластиковый расплав экструдируют через матрицу вертикально снизу наверх, а воздух вводится в полученный пузырь через отверстие в середине формующей головки, чтобы наполнить объем пузыря, как воздушный шар.

Чтобы охладить пленку, поверх матрицы установлено воздушное кольцо, которое ударяет по горячей пленке воздушными потоками, поступающими через каналы от мощного вентилятора. Затем трубчатый пузырь пленки движется вверх (внутри него поддерживается постоянное атмосферное давление), и практически полностью остывает на открытом воздухе, пока не пройдет через систему прижимных валков. Последние элементы служат для того, чтобы сплющить трубку в полотно, то есть, образовать единую ленту.

Как правило, коэффициент расширения между матрицей и выдувной трубой пленки будет в 1,5-4 раза больше диаметра матрицы. Прогиб между толщиной стенки расплава и толщиной охлажденной пленки происходит как в радиальном, так и в продольном направлениях. Это легко регулируется путем изменения величин объема воздуха внутри пузыря и скорости вылета.

В автоматическую линию производства пакетов нередко внедряется машина для флексографической печати, с помощью которой пакет обретает соответствующее графическое оформление. Но, чтобы облегчить качественное прилипание красок на поверхность пленки, необходимо провести предварительную поверхностную обработку. Коронирование является наиболее часто используемым из существующих методов, который увеличивает поверхностную энергию пленки и, следовательно, ее поверхностное натяжение. Система включает в себя источник питания и станцию очистки. Источник питания преобразует мощность 50/60 Гц в гораздо более высокую частотную мощность в диапазоне от 10 до 30 кГц. Эта высокочастотная энергия подается на станцию обработки и наносится на поверхность пленки с помощью двух электродов с высоким потенциалом, а другой (низкий потенциал) наносится через воздушный зазор, который обычно составляет от 0,5 дюйма до 1 дюйма. Поверхностное натяжение на поверхности пленки увеличивается, когда возникает высокая разность потенциалов, которая ионизирует воздух.

Намоточные машины используются для преобразования экструдированной пленки в рулоны материала. Процесс наматывания должен быть таким, чтобы пленка сохраняла свои свойства и размеры, когда в дальнейшем эти рулоны разматываются и трансформируются в пакеты.

Компоненты линии не действуют сами по себе, они управляются компьютеризированной системой. Главный компьютер – это центр, который объединяет и управляет всеми компонентами линии в организованном порядке. Хорошая система управления должна обеспечивать операторам простой в эксплуатации графический интерфейс или систему мониторинга. Основными задачами компьютера являются:

Управление запуском, выключением и скоростью линии.
Контроль над массой материала, подаваемой в экструдеры, а также контроль над скоростью работы экструдера, что необходимо для поддержания его постоянной пропускной способности.
Управление всеми температурными зонами и температурами всех материалов.
Контроль натяжение полотна.
Хранение и анализ всех рецептур, хранение оперативных данных и управление системой сигнализации.

Формовка (конвертирование)

Непосредственное изготовление мешков, которое еще называют конвертированием, требует использования машин, которые сочетают в себе высокую производственную мощность, безопасность цикла, надежность элементов конструкции, оптимальное соотношение качества продукции с трудозатратами и эксплуатационными расходами. Машины также должны быть достаточно гибкими, чтобы адаптироваться к изменениям длины мешка, материала и типа мешка.

Машины для изготовления пакетов выпускаются в различных конфигурациях на основе типов мешков, производимых на этой технике. Цикл заключается в том, что рулон пленки разматывается в операционную зону станка, где подвергается ряду таких операций технологического деформирования, как термическая сварка, резка, высекание. Все операции выполняются в полностью автоматическом режиме и требуют вмешательства оператора только для пополнения рулонов сырья и удаления уже готовой продукции.

В секции подачи гибкая упаковочная пленка разматывается из рулона на подающем валу. Втягивающие валы используются для перемещения пленки через машину и соблюдения постоянной силы натяжения. Подача обычно пошаговая, и другие операции, такие как уплотнение и резка, выполняются при кратковременном приостановлении перемещения пленки. В секции герметизации работают терморегулируемые электрические элементы, вступающие в контакт с полотном пленки на доли секунд, за которые осуществляется сварка швов. Температура сварки и длительность процесса зависят от типа материала, и они должны поддерживаться постоянными для разных скоростей машины. Конфигурация сварочного элемента и, следовательно, формат машины зависит от типа сварки, продиктованного конструкцией мешка. В большинстве форматов машины сварка сопровождается резанием. Готовые пакеты штабелируются на приемном столе. В дополнение к этим основным функциям в зависимости от дизайна пакета могут выполняться такие дополнительные операции, как присоединение замка-молнии, нанесение отверстий, присоединение ручек и т.п. Соответственные дополнительные устройства устанавливаются на базу машины, как опция.

Машины для производства пакетов с боковой сваркой являются самым распространенным типом таких станков. Материал из двух разматывателей складывают вместе и подают в машину. Ленту обычно разрезают с помощью горячего ножа, который одновременно сваривает и режет. Пакеты герметизируются только по бокам. Дно мешка закрывается из-за операции складывания, а верхняя часть мешка может оставаться открытой или закрытой застежкой-молнией, или аналогичным креплением. Простая конфигурация этого типа машин имеет сервоприводы только для фидеров и VFD для всех других осей. В более современных версиях такого оборудования сервоприводы используются для фидеров, сварочных механизмов и штабелеров.

paketodel.ru

Как открыть производство полиэтиленовой пленки

Admin

Рабочие в цеху производят полиэтиленовую плёнку

Затраты быстро окупятся, если правильно организовать производство полиэтиленовой пленки. Это одно из самых разумных решений для начинающего бизнесмена. Полиэтиленовая продукция была и остается востребованной, и доход с продаж не зависит от сезона.

Организация помещения для производства

Производство полимерной пленки сопровождается опасными выбросами в атмосферу и классифицируется как вредное. И при его организации следует учитывать специальные требования.

Основные требования

Предприятие следует располагать в промышленной зоне. Помещение должно отапливаться и иметь принудительную систему вентиляции. Водоснабжение обязательно, его потребление может возрасти при использовании специальных устройств переработки. Для бесперебойной работы линии понадобится трехфазное электроподключение (380 В) и заземление всех элементов цепи. Обязательно наличие системы пожарной безопасности и плана эвакуации. Расстановка оборудования и организация рабочих мест должны соответствовать нормативам ГОСТ.

Характеристика цеха

Общая площадь цеха должна составлять не менее 300 квадратных метров, а высота потолков – минимум 8 м. Для внутренней отделки необходимо использовать негорючие материалы. Помещение следует разделить на 3 отсека:

производственный цех;
складские помещения, которые должны быть паро- и гидроизолированы;
выставочный зал.

Оборудование для производства полиэтиленовой пленки

Налаживая полиэтиленовое производство, необходимо приобрести (стоимость оборудования указана в долларах):

Экструдер 60000-300000
Флексопечатную машину 30000-50000
Специальный станок для изготовления упаковочных зажимов 20000-40000
Пакетоделательную многофункциональную машину 8000-10000

Как можно сократить расходы

Покупка Б/У линии поможет сэкономить на вложениях до 50%. В таком случае затраты в долларах будут следующими:

Экструдер 6000-8000
Флексопечатная машина 3000-6000
Станок для изготовления пластиковых зажимов для упаковки 10000-20000
Пакетоделательная машина 4000

Б/У или новое оборудование выбрать

Новое оборудование обладает рядом достоинств:

гарантия производителя;
долговечность;
реализация в будущем.

Но его главный недостаток – высокая цена, которую начинающий бизнесмен не готов заплатить. В таком случае приобретение оборудования Б/У является оптимальным вариантом. Но выбор такой линии необходимо перепоручить опытному специалисту, чтобы не купить сильно изношенную или некачественную технику.

Сырье для производства полиэтиленовой пленки

Пакеты производят из гранул полимера, используя 2 вида полиэтилена с разным давлением:

высоким (ПВД) для фасовки и хранения пищевой продукции;
низким (ПНД) для сыпучих товаров.

Выгоднее всего покупать южнокорейский гранулят, стоимость тонны вещества составляет 340 евро. Но можно использовать и отечественное сырье, его цена колеблется в диапазоне 420-750 дол. Чтобы еще удешевить производство, можно перейти на вторичный гранулят.

Технология производства полиэтиленовой пленки

Сырье загружают в экструдер. Далее автоматически гранулы попадают на шнек, где они и превращаются в однородную массу в виде пленочного рукава под воздействием высокой температуры. Полученный пласт охлаждается, раскатывается валиком и с помощью автомата разрезается на равные части.

Нанесение рисунка происходит с помощью валиков, к которым через специальный дозатор подается краска. Готовое полотно поступает в пакетоделочную машину, где формируется шаблон изделия. Пресс делает отверстия под ручки, а специальный станок запаивает края. Далее происходит расфасовка изделий и контроль качества.

Подбор персонала

Для продуктивной работы достаточно принять в штат 6 человек: директора, бухгалтера, технолога и 3 рабочих. Технология производства пленки достаточно проста, обслуживать машины несложно. Поэтому изготовление полиэтилена можно поручить и новичкам, предварительно обучив их всему.

Рентабельность предприятия

Начальные вложения составят около 38000 дол. на покупку Б/У оборудования и оформление документов. А ежемесячные расходы в долларах будут следующими:

аренда помещение 600;
отопление, электроэнергия 200;
коммунальные услуги 160;
зарплата сотрудников 2700;
налоги 450.

Общая сумма составит 3810 долларов.

Производственная мощность линии позволяет производить 70 пакетов в 60 секунд. Что при оптовой цене товара в 0,01 дол. позволит получить ежемесячный доход в 6000 дол. А чистая прибыль составит 2190 долларов. С учетом первоначальных вложений предприятие должно окупить себя за 1,5 года.

Производство полиэтилена – весьма доходный бизнес. Но представленные расчеты основывались на идеальных условиях спроса. В действительности прибыль будет зависеть от возможностей сбыта и инфляции.

Видео по теме:

www.gooodnota.ru

Муканов Михаил Андреевич проект цеха по производству полиэтиленовых пленок методом экструзии с последующими вытяжкой и раздувом рукава

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова"

Рег. №____ Кафедра химии и технологии переработки пластмасс и полимерных композитов

дипломный проект по специальности 240502.65 "Технология переработки пластических масс и эластомеров"

Заведующий кафедрой ХТПП и ПК,

проф., д.т.н. И.Д. Симонов-Емельянов

Руководитель

профессор каф. ХТПП и ПК,

д.т.н., проф. С.В. Власов

Консультанты

по экономической части

профессор каф. ЭЭ и ОП, д.э.н., проф. С.Ю.Ягудин

по охране труда и экологической безопасности

асс. каф. ПЭ и БТ Л.А. Ковалёва

по защите в ЧС

доцент каф ЗОХП, к.в.н., доц Г.Н. Тащилин

по патентной экспертизе

доцент каф. ХТПП и ПК,

к.т.н., доц. П.В.Суриков

Студент группы ПС-61 М.А.Муканов

Москва 2012

Значительным достижением современной химической промышленности является разработка технологии получения пленочных материалов из полимеров. Полимерные пленки нашли применение во многих отраслях народного хозяйства, однако главным направлением их использования является упаковка. В общем балансе производства полимерных материалов пленки занимают значительное место – 38% изготавливаемой из пластика продукции – это упаковка, более четверти, которой представляет собой пленки.[18]

Полимерные пленки – это сплошные слои полимеров толщиной от 5 до 500 мкм. Существуют однослойные и многослойные пленки, последние могут насчитывать до 11 слоев; пленки могут быть как неориентированными, так и слабоориентированными либо двуосноориентированными. Главным образом, пленки изготавливаются из синтетических полимеров, однако также известны пленки, получаемые из природных и искусственных полимеров.

Существует несколько способов получения полимерных пленок: экструзия, каландрование, пролив раствора или суспензии и строгание или прокатка; кроме того существуют способы получения комбинированных пленок, такие, как соэкструзия и каширование и способы физико-химической модификации пленок, например изготовление сшитых пленок с использованием рентгеновского излучения.

Полимерная пленка в качестве упаковочного материала имеет ряд преимуществ. Процесс упаковки в пленку относительно прост, а сами пленки обладают рядом важных характеристик, среди которых следует отметить в первую очередь их прочность, эстетичность, малый вес. Кроме того, пленки располагают возможностями по герметизации, защите от проникновения газов, влаги и химических смесей. Пленки позволяют наносить на товары печать и информирующие потребителя надписи. Сырьевая база для производства полимерных пленок доступна, себестоимость их производства невысока, а их утилизация не требует значительных усилий. Все это делает полимерные пленки практически незаменимым материалом для упаковки.

Свыше 3/4 пленок изготавливается из полиолефинов, при этом самым распространенным материалом для их изготовления является полиэтилен – на его долю приходится 57% производимых пленок в России и 70% – в Европе. Главным преимуществом, обеспечивающим полиэтилену такую популярность по сравнению с другими полимерами, является его низкая цена, которая в сочетании с хорошей химической устойчивостью, удобством в переработке, а также водостойкостью делает его незаменимым во многих упаковочных применениях. [18]

Еще одно важное качество ПЭ – сохранение механических свойств материалов из него даже при низких температурах. Из полиэтилена изготавливают термоусадочную и стрейч-пленку, пакеты, мешки для транспортировки, воздушно-пупырчатую пленку, вкладыши в картонные коробки.

Рынок полиэтиленовых пленок хорошо развит и является самым емким на российском рынке полимерных пленок (632 тыс. тонн или 1,419 млрд. $ по состоянию на 2006 год). Средний темп роста рынка находится на уровне 8,2%. Основной объем спроса удовлетворяется за счет отечественного предложения. Доля импорта в общем объеме потребления полиэтиленовых пленок в 2006 году составляла 15%.[18]

Данный проект посвящен производству рукавной пленки из полиэтилена высокого давления. Размещение производства пленки планируется в п. Софрино Московской области. Низкие цены на землю позволяют уменьшить капитальные затраты на создание производства, развитая транспортная инфраструктура, в том числе наличие ж/д ветки, значительно упростит доставку сырья и вывоз готовой продукции, а близость мегаполиса обеспечит рынки сбыта.

Целью данной работы является проектирование цеха по производству пленки методом экструзии с раздувом.

Основные задачи, поставленные на проектирование:

studfiles.net

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РУКАВНОЙ ПЛЕНКИ

Технология производства рукавных полиэтиленовых пленок

Производство пленок из полиэтилена (термоусадочной, стретч, пленочных изделий) в настоящее время представляет большой практический интерес и имеет хорошие экономические перспективы роста объемов производства. Полиэтиленовая ленка является прекрасным упаковочным материалом, допущена к контакту с пищевыми продуктами Минздравсоцразвития РФ, широко используется для групповой упаковки алкогольных и прохладительных напитков, молочных продуктов, замороженной птицы, колбас и сыров, а также целого ряда других промышленных товаров народного потребления и производства пленочных изделий, пакетов: строительные материалы и инструменты, групповая упаковка лекарственных препаратов и др.

Достоинство такого рода упаковки заключается в относительной простоте самого процесса упаковки, ее прочности, эстетичности при относительно небольшой стоимости. Кроме того, можно отметить доступную сырьевую базу, простоту и экологичность утилизации использованной пленки и отходов ее производства.

В настоящее время в нашей стране потребность в пленке и пленочных изделиях удовлетворяется, в основном, за счет местных производителей, а также, частично, за счет импорта из стран дальнего и ближнего зарубежья.

Развитие перспективного направления малого бизнеса требует понимания теоретических основ переработки полимеров.

Описание основной сырьевой базы

ПЭНД (HDPE, 2) - пленки более жесткие, прочные по сравнению с пленками из полиэтилена высокого давления, более мутные и полупрозрачные. Температура размягчения ПЭНД выше, чем у ПЭВД (121°C), поэтому он выдерживает стерилизацию паром. Морозостойкость примерно такая же, как и у ПЭВД (-60°C). Прочность при растяжении и сжатии выше, чем у ПЭВД, сопротивление удару и раздиру - ниже. Из-за линейной структуры макромолекулы ПЭНД ориентируются в направлении течения, поэтому сопротивление раздиру в продольном направлении пленок значительно ниже, чем в поперечном направлении. Проницаемость ПЭНД ниже, чем у ПЭВД, примерно в 5-6 раз. По химической стойкости пленки из ПЭНД превосходят пленки из ПЭВД, особенно по стойкости к маслам и жирам. Качество готовых изделий (пленки и пленочные изделия) определяется, прежде всего, качеством исходного сырья, его постоянными реологическими характеристиками и качеством пластикации в материальном цилиндре экструдера. При этом особое внимание уделяется улучшению качества смешения, получению гомогенного расплава, постоянной объемной производительности. В качестве одного из вариантов улучшения качества расплава компанией Kung Hsing разрабатываются и постоянно совершенствуются форма и конструкция пластицирующих систем применительно к конкретному материалу.

ПЭВД (LDPE, 4) - пленки обладают комплексом таких свойств, как прочность при растяжении и сжатии, стойкость к удару и раздиру, сохраняют прочность при низких температурах (-60°C). Пленки водо- и паронепроницаемы, газопроницаемы, поэтому непригодны для упаковки продуктов, чувствительных к окислению. Изделия из ПЭВД имеют высокую химическую стойкость к кислотам, щелочам и неорганическим растворителям, низкую стойкость к углеводородам, галогенированным углеводородам, маслам и жирам, обладают хорошей свариваемостью нагретым инструментом. Относительно низкая температура размягчения ПЭВД ограничивает область применения материалов для стерилизации паром. В силу химической природы полиэтилена поверхность пленок гидрофобная, поэтому для печати любым из методов необходимо осуществляться предварительную обработки поверхности коронным разрядом электрического тока. Наиболее распространенными для пленок являются методы флексографической печати, тампонной, глубокой и трафаретной печати.

ЛПЭВД (LLDPE, 4) применяется практически во всех областях производства пленки, как в чистом виде, так и в различных смесях с полиэтиленом низкой или высокой плотности, для получения растягивающейся «стретч» пленки. Использование ЛПЭВД позволяет значительно уменьшить толщину пленки на 20-40% при сохранении прочностных характеристик. Стретч пленки из ЛПЭВД имеют меньшую по сравнению с пленками из ПВХ и СЭВА липкость. Данный недостаток устраняется введением в полимер увеличивающих липкость добавок, либо приданием поверхности пленки шероховатости механическим путем. ЛПЭВД применяют в качестве одного из слоев при изготовлении многослойных пленок.

Основной состав и конструкция технологического оборудования

Экструзия это непрерывный технологический процесс, заключающийся в продавливании расплава термопластичного материала через формующий инструмент (головку), с последующим калиброванием и охлаждением для получения изделия с заданной геометрической формой.

Для подготовки расплава при производстве рукавных, а также плоскощелевых пленок можно использовать следующие виды экструдеров: одношнековые, двухшнековые, планетарные, дисковые, комбинированные, каскадные.

По характеру процессов, протекающих в канале материального цилиндра одношнекового экструдера, можно условно выделить несколько зон (Рис. 1): питания, плавления и дозирования.

1307073884_1

Рис. 1. Общий вид шнека и условное расположение функциональных зон

I- зона питания, II - зона плавления, III - зона дозирования.

Зона питания. Полимер в виде гранул или порошка поступает из бункера, расположенного над экструдером в загрузочную воронку. Под действием гравитационных сил и сил трения (за счет разницы коэффициентов трения полимера к шнеку и цилиндру, при этом коэффициент трения полимерного материала к шнеку должен быть меньше, чем к цилиндру) гранулы продвигаются вдоль. По мере движения полимера вдоль в материале развиваются высокие сдвиговые напряжения, вызывающие дополнительное нагревание полимера (саморазогрев). Часть тепла подводится конвекцией от нагревателей различной конструкции (индукционные, инфракрасные и т.д.). Гранулы уплотняются, нагреваются, частично плавятся.

Зона питания располагается после зоны загрузки. Зона загрузки обычно имеет продольные канавки для улучшения подачи гранул, а также водяное охлаждение, чтобы гранулы материала при контакте со шнеком не прилипали к его поверхности и не препятствовали поступлению других гранул. В случае неправильной работы или отсутствия водяного охлаждения зоны загрузки возможно образование так называемого "козла", со всеми вытекающими последствиями его устранения и чистки оборудования.

Зона плавления. Благодаря уменьшению глубины нарезки шнека в этой зоне, уменьшается свободный объем витка, происходит дальнейшее уплотнение и расплавление частиц полимера до расплавленной массы.

Зона дозирования. Расплав полимера в зоне дозирования подвергается интенсивному смесительному воздействию благодаря специальным конструктивным элементам шнека. В этой зоне глубина нарезки шнека минимальная. Отношение объема витка в зоне дозирования к объему витка в зоне питания определяет коэффициент сжатия. Для различных материалов конструируются шнеки с индивидуальным значением коэффициента сжатия для получения оптимальных реологических характеристик расплава полимера.

Способ производства рукавной пленки по схеме «снизу-вверх» применяют при изготовлении пленок практически любой ширины. Схема производства «сверху-вниз» рациональна для производства узких, тонких пленок. Горизонтальный прием рукава представляет интерес при изготовлении, например, толстых газонаполненных (вспененных) пленок.

Технологическая линия для получения рукавной ПЭНД пленки по схеме «снизу-вверх» представлена на рис. 2.

1 – автоматический загрузчик, 2 – бункер, 3 – экструдер, 4 – экструзионная головка, 5 – кольцо охлаждения, 6 – стабилизатор, 7 – корзина, 8 – складывающие щеки, 9 – приемное устройство, 10 – направляющие ролики, 11 – устройство обработки пленки коронным разрядом, 12 – устройство намотки, 13 – панель управления, 14 – башня.

Технологическая линия для получения рукавной ПЭВД пленки по схеме «снизу-вверх» представлена на рис. 3.

1307073885_3

Рис. 2. Общий вид экструзионной линии.

1 – автоматический загрузчик, 2 – бункер, 3 – экструдер, 4 – экструзионная головка, 5 – кольцо охлаждения, 6 – корзина, 7 – складывающие щеки, 8 – приемное устройство, 9 – направляющие ролики, 10 – устройство намотки, 11 – панель управления, 12 – башня.

Краткое описание технологического процесса производства рукавной пленки по схеме «снизу-вверх»

Сырье в виде основного полимерного материала, добавок и пигментов подается автоматическим загрузчиком из транспортной тары (мешки, контейнеры «биг-бэг» и др.) в бункер, расположенный над экструдером. Из бункера сырье поступает в материальный цилиндр одношнекового экструдера, где уплотняется, плавится, интенсивно перемешивается. Из экструдера через фильтр и переходник материал попадает в экструзионную головку, где происходит формирование однородного потока расплава полимера заданной геометрической формы и выходит через кольцевую щель в виде кольцевой цилиндрической заготовки. Затем заготовка раздувается до необходимых размеров постоянным объемом воздуха внутри баллона. Для изменения размеров получаемой пленки достаточно открыть подачу воздуха внутрь баллона через воздуховод в центре дорна, или сделать одно/несколько сквозных отверстий в баллоне. За счет разницы давлений по обе стороны пленки диаметр рукава уменьшится. Охлаждение рукава осуществляется с потоком воздуха из нагнетаемого воздуходувкой через зазор кольца охлаждения. Далее пленочный рукав проходит через стабилизационную корзину, складывающие щеки. В сложенном виде пленка протягивается через приемное устройство, направляющие ролики, устройство обработки пленки коронным разрядом и подается на устройство намотки.

К основным технологическим параметрам, влияющим на физико-механические свойства пленки, относятся кратность вытяжки, степень ориентации полимера, интенсивность охлаждения пленки, расположение линии кристаллизации, равномерность толщины получаемой пленки.

Получение продукции высокого качества невозможно без обеспечения стабильной и надежной работы оборудования в целом и отдельных устройств, механизмов и контролирующих систем. Внедрение различных систем механизации и автоматизации позволяет снизить издержки производства, максимально снизить долю ручного немеханизированного труда обслуживающего персонала, устранить негативное влияние так называемого человеческого фактора.

Но даже в условиях высокоавтоматизированных производств получение высококачественных пленок во многом зависит от квалификации и опыта оператора, обслуживающего экструзионную линию.

promupak.com

Производство полиэтиленовой плёнки

Полиэтиленовая пленка - самый востребованный материал, применяемый в изготовлении пакетов и различных видов упаковки для пищевых продуктов, товаров медицинского назначения, бытовой химии, строительных и отделочных материалов, мебели, бытовых предметов повседневного использования и т.д. Кроме того, полиэтиленовая пленка широко используется в строительстве, например для изоляции фундамента от грунтовых вод, а также в сельском хозяйстве при возведении теплиц. Материал отличается доступностью и низкой стоимостью, поэтому сфера его использования поистине велика.

Свойства пленки

Полиэтилен обладает высокими пароизоляционными и водоотталкивающими свойствами, устойчив к гниению и воздействию бактерий. Материал имеет легкую свариваемость, поэтому края полотна легко запаивать между собой. Шов получается прочным, тонким и почти невидимым. Единственным серьезным недостатком полиэтилена является неизбежное старение, которое идет намного быстрее под воздействием солнечного света.

Из чего делают полиэтиленовую пленку?

Есть 2 основных вида сырья для изготовления пленки: ПВД и ПНД.

ПВД (полиэтилен высокого давления)

Это самый популярный композит. Выполненные из него изделия имеют привлекательный внешний вид. Полученная пленка отличается высокой степенью прозрачности, а также эластичностью и прочностью на прокол.

ПНД (полиэтилен низкого давления)

Имеет высокую прочность на разрыв, не растягивается. Материал жесткий, тонкий, его стоимость ниже по сравнению с ПВД. Для улучшения качеств конечного продукта используют стабилизаторы и антиокислители. Самым распространенными являются дикрезилолпропан, фенол, фенил-а-нафтиламин, каменноугольный пек и сажа.

Пленку часто изготавливают из вторичного полимерного сырья. Его перерабатывают, измельчают и превращают в гранулы для последующего использования. Этот способ считается экологически чистым и правильным с точки зрения защиты природы, но качество изделий из такого сырья нельзя назвать высоким. Из вторичного материала нельзя производить пищевую упаковку. Компания Полипен использует только качественные гранулы в производстве полиэтиленовой пленки.

Как выглядит цикл производства полиэтиленовой пленки?

Пленка производится методом экструзии из ПВД или ПНД. Экструзия - это особая технология, при которой расплавленное сырье проталкивается через отверстие нужной формы в автомате. Так производятся, например пакеты, которыми мы пользуемся в супермаркетах.

В зависимости от поставленной цели применяют следующие виды экструдеров:

Дисковые;
Поршневые;
Одночервячные;
Многочервячные.

При помощи такого оборудования формируются разные пластичные материалы. Их внешний вид зависит от профилирующего инструмента, или экструзионной головки. В автомат насыпают гранулы ПВД или ПНД, которые в дальнейшем превращаются в рукав, полурукав, полотно или термоусадочную пленку.

Изготовление рукава является самым логичным решением, так как длина пленки ничем не ограничена, что позволяет создать изделие практически любого размера. Помимо экструдера линия по производству полиэтиленовой пленки оснащена резально-паяльным станком. В соответствии с заданными параметрами он нарезает ленту, выходящую из автомата.

Цвет

Пленка может быть прозрачной или окрашенной. Возможно нанесение нескольких цветов. Для этого в процессе производства добавляют или смешивают разные пигменты. Особенно яркие краски получают при использовании анилокрасителей. Они дают очень сильную реакцию, потому применяются в очень малых количествах.

Хоть полиэтилен и считается неэкологичным материалом, другой альтернативы на сегодняшний день в нашей стране нет. Поэтому в обозримом будущем предполагается рост производства пленки для разнообразных отраслей, включая нужны для упаковки.

www.stroyservice.ru

Шпаргалка - Основы технологии производства рукавных полиэтиленовых пленок

Описание основной сырьевой базы

ПЭНД (HDPE, 2) — пленки более жесткие, прочные по сравнению с пленками из полиэтилена высокого давления, более мутные и полупрозрачные. Температура размягчения ПЭНД выше, чем у ПЭВД (121°C), поэтому он выдерживает стерилизацию паром. Морозостойкость примерно такая же, как и у ПЭВД (-60°C). Прочность при растяжении и сжатии выше, чем у ПЭВД, сопротивление удару и раздиру — ниже. Из-за линейной структуры макромолекулы ПЭНД ориентируются в направлении течения, поэтому сопротивление раздиру в продольном направлении пленок значительно ниже, чем в поперечном направлении. Проницаемость ПЭНД ниже, чем у ПЭВД, примерно в 5-6 раз. По химической стойкости пленки из ПЭНД превосходят пленки из ПЭВД, особенно по стойкости к маслам и жирам. Качество готовых изделий (пленки и пленочные изделия) определяется, прежде всего, качеством исходного сырья, его постоянными реологическими характеристиками и качеством пластикации в материальном цилиндре экструдера. При этом особое внимание уделяется улучшению качества смешения, получению гомогенного расплава, постоянной объемной производительности. В качестве одного из вариантов улучшения качества расплава компанией Kung Hsing разрабатываются и постоянно совершенствуются форма и конструкция пластицирующих систем применительно к конкретному материалу.

ПЭВД (LDPE, 4) — пленки обладают комплексом таких свойств, как прочность при растяжении и сжатии, стойкость к удару и раздиру, сохраняют прочность при низких температурах (-60°C). Пленки водо- и паронепроницаемы, газопроницаемы, поэтому непригодны для упаковки продуктов, чувствительных к окислению. Изделия из ПЭВД имеют высокую химическую стойкость к кислотам, щелочам и неорганическим растворителям, низкую стойкость к углеводородам, галогенированным углеводородам, маслам и жирам, обладают хорошей свариваемостью нагретым инструментом. Относительно низкая температура размягчения ПЭВД ограничивает область применения материалов для стерилизации паром. В силу химической природы полиэтилена поверхность пленок гидрофобная, поэтому для печати любым из методов необходимо осуществляться предварительную обработки поверхности коронным разрядом электрического тока. Наиболее распространенными для пленок являются методы флексографической печати, тампонной, глубокой и трафаретной печати.

Основной состав и конструкция технологического оборудования

Рис. 1. Общий вид шнека и условное расположение функциональных зон

I- зона питания, II — зона плавления, III — зона дозирования.

Зона питания располагается после зоны загрузки. Зона загрузки обычно имеет продольные канавки для улучшения подачи гранул, а также водяное охлаждение, чтобы гранулы материала при контакте со шнеком не прилипали к его поверхности и не препятствовали поступлению других гранул. В случае неправильной работы или отсутствия водяного охлаждения зоны загрузки возможно образование так называемого «козла», со всеми вытекающими последствиями его устранения и чистки оборудования.

Технологическая линия для получения рукавной ПЭНД пленки по схеме «снизу-вверх» компании Kung Hsing модели KS-FE50 представлена на рис. 2.

Рис. 2. Общий вид экструзионной линии KUNG HSING KS-FE50.

Технологическая линия для получения рукавной ПЭВД пленки по схеме «снизу-вверх» Kung Hsing модели KS-FLL65 представлена на рис. 3.

Рис. 3. Общий вид экструзионной линии KUNG HSING KS-FLL65.

Краткое описание технологического процесса производства рукавной пленки по схеме «снизу-вверх»

www.ronl.ru