Підготовка та очищення сировини для каскадної екструзії плоских полімерних ниток
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-774X.2025.01.05Анотація
У статті розглядається проблема підготовки сировини для каскадної екструзії плоских полімерних ниток, що залишається надзвичайно актуальною через зростання вимог до якості в текстильній, пакувальній та автомобільній галузях. Традиційні методи, такі як сушіння гарячим повітрям і механічне очищення, не можуть адекватно видалити мікрозабруднення та вологу (>0,1%), що призводить до дефектів поверхні та рівня браку від 2% до 5%. Дана робота розробляє інтегровану систему підготовки для каскадного дисково-шестеренного екструдера, що включає ультразвукове очищення (20–40 кГц, ефективність 95–99%), адаптивне вакуумне/мікрохвильове сушіння (вологість <0,01%) та спектроскопію в ближній інфрачервоній області (NIR) (800–2500 нм). Методологія базується на математичних моделях кавітації, дифузії вологості та спектрального аналізу. Результати демонструють зниження рівня браку до 0,5%, енергоспоживання 0,25 кВт·год/кг та стабільність тиску ±0,5%. Практичне значення полягає в імпортозаміщенні та ресурсоефективності для малих і середніх підприємств. Загалом, розроблена система забезпечує високу якість ниток і повністю відповідає сучасним стандартам сталого розвитку. Дане дослідження пропонує комплексне рішення для модернізації переробки полімерів.
Посилання
Ávila-Orta C. A., González-Morones P., Agüero-Valdez D., González-Sánchez A., Martínez-Colunga J. G., Mata-Padilla J. M., Cruz-Delgado V. J. (2019), “Ultrasound-Assisted Melt Extrusion of Polymer Nanocomposites”, Nanocomposites – Recent Evolutions, ISBN 978-1-78985-012-3, https://doi.org/10.5772/intechopen.80216.
Somsunan R., Mainoiy N. (2020), “Isothermal and non-isothermal crystallization kinetics of PLA/PBS blends with talc as nucleating agent”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 139, pp. 1941–1948, https://doi.org/10.1007/s10973-019-08631-9.
Xanthos D., Walker T. (2017), “International policies to reduce plastic marine pollution from single-use plastics (plastic bags and microbeads): A review”, Marine Pollu-tion Bulletin, vol. 118, is. 1–2, pp. 17–26, https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.02.048.
Isayev A. I., Yushanov S. P., Chen J. (1996), “Ultrasonic devulcanization of rubber vulcanizates. I. Process model”, Journal of Applied Polymer Science, vol. 59, is. 5, pp. 803–813, https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4628(19960131)59:5%3C803::AID-APP7%3E3.0.CO;2-%23.
Gaspar-Cunha A., Covas J. A., Sikora J. (2022), “Optimi-zation of Polymer Processing: A Review (Part I–Extrusion)”, Materials, 2022, vol. 15, is. 1, paper ID 384, https://doi.org/10.3390/ma15010384.
Sutliff B. P., Beaucage P. A., Audus D. J., Orski S. V., Martin T. B. (2024), “Sorting polyolefins with near-infrared spectroscopy: identification of optimal data anal-ysis pipelines and machine learning classifiers”, Digital Discovery, vol. 3, pp. 2341-2355, https://doi.org/10.1039/d4dd00235k.
Moll V., Beć K. B., Grabska J., Huck C. W. (2022), “In-vestigation of Water Interaction with Polymer Matrices by Near-Infrared (NIR) Spectroscopy”, Molecules, vol. 27, is. 18, paper ID 5882, https://doi.org/10.3390/molecules27185882.
