Заменители фильтра в процессе рециклинга полимеров

Для увеличения степени гомогенности расплава полимера, а также предотвращения попадания в экструзионную головку загрязнений и непроплавленных частиц полимера, между экструдером и формующим инструментом устанавливают фильтр расплава.
Конструкции фильтров различаются по характеру фильтрующих элементов (шиберные, кассетные, самоочищающиеся) и по количеству фильтрующих элементов (одно- и двухстанционные). Наибольшее распространение в экструзионном оборудовании получили фильтры со сменой гнезд пакета сеток с гидравлическим приводом шибера и с промывкой сетки обратным потоком. Фильтр шиберного типа с гидравлическим приводом, позволяет сменить гнездо с пакетом сеток без остановки линии.

Гидравлический фильтр

Шиберный гидравлический фильтр относится к типу фильтров непрерывного действия состоит из корпуса, внутри которого перемещается плоская плита с гнездами для фильтрующих сеток. Пакеты сеток устанавливаются и фиксируются на решетках. Расплав из цилиндра экструдера попадает в каналы фильтрующего элемента, затем проходит через ячейки сеток и попадает в экструзионную головку. Основным рабочим органом является шибер (плита или стержень), перемещающийся в плоскости перпендикулярной оси канала, который поочередно вводит в цилиндр экструдера фильтрующие сетки. Сигналом для замены фильтра служит увеличение давления расплава перед сеткой. Гидропривод перемещает шибер в кратчайшее время, что позволяет сменить фильтр без остановки экструдера. Во время каждой замены фильтрующей сетки теряется около 0.2 % расплава. Крепление фильтра к корпусу экструдера и адаптеру гранулирующей головки осуществляется при помощи фланца. При переработке чистых отходов, например постиндустриальных, достаточно использовать одностанционный фильтр. Для сильно загрязненных полимеров, таких как, например, полигонная пленка, частота замены фильтрующей сетки становится крайне высокой. В этом случае предпочтительнее использовать двухстанционный фильтр расплава.

Фильтр с промывкой сеток обратным потоком

В таком фильтре поток расплава полимера, проходящий через пакет сеток в обратном направлении, вымывает находящиеся на сетке включения. Обратный поток обычно организуется путем перенаправления потока через байпас. Процесс может автоматически контролироваться по величине давления на сетке фильтра. Промывка обратным потоком позволяет увеличить срок эксплуатации пакета фильтрующих сеток и интервал между их сменами. Однако, реологические характеристики материала, тип и степень загрязнений также влияют на срок службы. Кроме того, эти факторы еще влияют на длительность промывки потоком расплава, а, следовательно, и на количество полимера, используемого для очистки. В зависимости от степени загрязнения материала процесс очистки сеток требует 5 – 10% расплава. В принципе, процесс очистки сетки обратным потоком может повторяться до тех пор, пока все загрязнения не будут удалены с сетки и давление расплава на фильтре не снизится. Таким образом, срок службы пакета сеток может быть увеличен. В зависимости от типа и степени загрязненности полимера один пакет сеток может быть использован несколько раз. Данный тип фильтра хорошо зарекомендовал себя при переработке отходов полимеров, образующихся после литья под давлением, где показатель текучести расплава (ПТР) полимера велик. Иначе происходит процесс рециклинга экструзионных отходов, где величина ПТР, как правило, варьируется от 0.3 до 2.5, использование фильтра такого типа, вследствие высокой вязкости расплава, ведет к увеличению времени пребывания полимера в нагретом состоянии, что увеличивает стресс материала, а, следовательно, физико-механические свойства регранулята снижаются. Существенным недостатком такой конструкции является снижение эффективности фильтрования при износе шнека. Через несколько месяцев эксплуатации оборудования, увеличивается зазор между гребнем шнека и цилиндром, вследствие чего увеличивается поток утечек, и падает давление расплава.