СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Способ получения высокодисперсного полимерного материала путем переработки полимера или смеси полимеров в устройстве шнекового типа непрерывного действия, включающий уплотнение перерабатываемого материала и последующее его измельчение, причем уплотнение осуществляют путем воздействия на перерабатываемый материал напряжения сдвига в условиях его возрастания, при возрастании давления в условиях модуляции давления и при снижении коэффициента модуляции давления, а измельчение осуществляют путем воздействия на перерабатываемый материал напряжения сдвига при дросселировании в условиях снижения давления и при охлаждении,
отличающийся тем, что уплотнение осуществляют в две стадии, а именно на первой стадии уплотнение осуществляют путем воздействия на перерабатываемый материал напряжения сдвига в условиях его возрастания и при возрастании давления до не более 70 МПа в условиях модуляции давления при снижении коэффициента модуляции давления, а на второй стадии уплотнение осуществляют путем воздействия на перерабатываемый материал напряжения сдвига в условиях его возрастания и при возрастании давления до не более 100 МПа при одновременном разделении массы перерабатываемого материала для увеличения и выравнивания давления, по меньшей мере, на три потока в условиях модуляции давления при снижении коэффициента модуляции давления, при этом минимальный коэффициент модуляции давления на второй стадии ниже, чем минимальный коэффициент модуляции давления на первой стадии не менее чем в 2 раза.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уплотнение перерабатываемого материала осуществляют при охлаждении.
2
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уплотнение перерабатываемого материала на первой стадии осуществляют при воздействии напряжения сдвига при его возрастании в интервале 0,1-3 Н/мм.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уплотнение перерабатываемого материала на первой стадии осуществляют в условиях модуляции давления при снижении коэффициента модуляции давления в интервале 100-35%.
2
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уплотнение перерабатываемого материала на второй стадии осуществляют при воздействии напряжения сдвига при его возрастании в интервале 1-50 Н/мм.
2
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перерабатываемый материал измельчают при воздействии напряжения сдвига со средним значением не более 80 Н/мм.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переработку полимера или смеси полимеров осуществляют в присутствии целевых добавок, выбранных из группы: структурирующие добавки, красители, термостабилизаторы, антирадиационные добавки, диспергирующие добавки.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в качестве структурирующей добавки используют серу.
9. Устройство для получения высоко дисперсного полимерного материала, содержащее корпус (1) с внутренней цилиндрической полостью (2) и с загрузочным и выгрузным отверстиями (3, 4 соответственно), а внутри указанной полости (2) соосно расположены камера (I) уплотнения, камера (III) измельчения и камера (IV) охлаждения, при этом в камере (I) уплотнения установлен напорный шнек (5), в камере (III) измельчения установлен измельчающий элемент (6), а в камере (IV) охлаждения установлен вал (7), при этом измельчающий элемент (6) установлен коаксиально и с образованием кольцевого зазора (8) относительно внутренней поверхности корпуса камеры (III) измельчения и выполнен в виде дроссельной заслонки в форме соединенных жестко и соосно друг с другом диска и усеченного конуса, причем большее основание указанного усеченного конуса обращено в сторону загрузочного отверстия (3), а меньшее основание - в сторону выгрузного отверстия (4) и соединено с торцом вала (7), и, кроме того, устройство снабжено системой (9) охлаждения, которая выполнена с возможностью охлаждения камеры (III) измельчения и камеры (IV) охлаждения,
отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит камеру (II) уплотнения и выравнивания давления, причем камера (I) уплотнения, камера (II) уплотнения и выравнивания давления, камера (III) измельчения и камера (IV) охлаждения расположены последовательно и соосно, а в камере (II) уплотнения и выравнивания давления установлен модулятор (10) давления для увеличения и выравнивания давления на выходе из камеры (II) уплотнения и выравнивания давления, при этом напорный шнек (5), модулятор (10) давления, измельчающий элемент (6) и вал (7) соединены друг с другом последовательно и жестко и установлены соосно и с возможностью вращения,
а модулятор (10) давления выполнен или в виде цилиндра и усеченного конуса, которые соединены друг с другом соосно и жестко, причем одно основание цилиндра соединено с напорным шнеком (5), а другое его основание соединено с меньшим основанием усеченного конуса, и при этом большее основание усеченного конуса соединено с измельчающим элементом (6), а на цилиндрической поверхности модулятора (10) давления расположены силовые элементы (11),
или модулятор (10) давления выполнен в виде усеченного конуса и установлен таким образом, что меньшее основание указанного усеченного конуса соединено с напорным шнеком (5), а большее его основание соединено с измельчающим элементом (6), а на конусной поверхности преимущественно вблизи от напорного шнека (5) расположены силовые элементы (11),
или модулятор (10) давления выполнен в виде двух соединенных друг с другом усеченных конусов, которые соединены соосно и жестко и установлены таким образом, что меньшее основание первого усеченного конуса соединено с напорным шнеком (5), а большее его основание соединено с меньшим основанием второго усеченного конуса, и при этом большее основание второго усеченного конуса соединено с измельчающим элементом (6), и, кроме того, угол наклона образующей первого усеченного конуса к оси устройства меньше, чем угол наклона образующей второго усеченного конуса к оси устройства, а диаметр большего основания первого усеченного конуса равен диаметру меньшего основания второго усеченного конуса, причем на поверхности первого усеченного конуса расположены силовые элементы (11),
при этом силовые элементы (11) модулятора давления выполнены в виде выступов, способствующих увеличению и выравниванию давления на выходе из камеры (II) уплотнения и выравнивания давления, а число силовых элементов (11) составляет не менее трех.
10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что силовые элементы (11) выполнены в виде выступов различной формы.
11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что силовые элементы (11) выполнены в виде выступов двух различных типов, при этом силовые элементы (11) первого типа выполнены в виде выступов с двумя фронтальными гранями (12) и с двумя боковыми гранями - с боковой рабочей гранью (13) и с боковой задней гранью (14), при этом фронтальные грани (12) образованы двумя плоскостями сечения виртуального продолжения спирального гребня (15) или виртуальных продолжений спиральных гребней (15) напорного шнека в сторону модулятора (10) давления, причем указанные плоскости сечения выполнены перпендикулярно к оси устройства, при этом одно из указанных сечений выполнено на расстоянии не более  от торца напорного шнека (5), а второе из указанных сечений - на расстоянии  от торца напорного шнека (5), где  - длина модулятора (10) давления, а боковая рабочая грань (13) силового элемента первого типа расположена под углом α по отношению к фронтальной грани, расположенной на расстоянии не более  от торца напорного шнека (5), причем 90°>α>β, где β - угол подъема винтовой линии спирального гребня (15) напорного шнека, а боковая задняя грань (14) каждого силового элемента первого типа параллельна боковой рабочей грани (13) указанного силового элемента,
а силовые элементы (11) второго типа выполнены в виде выступов, которые имеют две фронтальные грани (16) и две боковые грани - боковую рабочую грань (17) и боковую заднюю грань (18), при этом фронтальные грани (16) силовых элементов второго типа расположены в тех же плоскостях сечения, что и фронтальные грани (12) силовых элементов первого типа, а боковая рабочая грань (17) каждого силового элемента второго типа расположена по отношению к фронтальной грани (16) этого же силового элемента, выполненной на расстоянии не более  от торца напорного шнека (5), под углом большим, чем α, а боковые задние грани (18) силовых элементов второго типа направлены таким образом, что сумма расстояний между всеми силовыми элементами (11) в сечении фронтальных граней (12, 16), расположенных на расстоянии  от торца напорного шнека (5), была не менее суммы расстояний между спиральными гребнями (15) напорного шнека, причем расстояния между соседними силовыми элементами (11) в сечении фронтальных граней (12, 16), расположенных на расстоянии  от торца напорного шнека (5), равны между собой.
12. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что наименьшее расстояние от силового элемента (11) модулятора давления до внутренней поверхности камеры (II) уплотнения и выравнивания давления не больше расстояния от вершины спирального гребня (15) напорного шнека до внутренней поверхности камеры (I) уплотнения.
13. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что силовые элементы (11) выполнены в виде выступов двух различных типов, при этом силовые элементы (11) первого и второго типа выполнены в виде выступов с тремя гранями - фронтальной, рабочей и задней,
причем минимальные расстояния между каждым силовым элементом (11) и торцом напорного шнека (5) равны и составляют не более , где  - длина модулятора (10) давления, а фронтальные грани всех силовых элементов расположены на одинаковых расстояниях в интервале от  до  от торца напорного шнека (5),
причем у каждого силового элемента (11) первого типа ребро, образованное пересечением рабочей и задней граней, расположено на виртуальном продолжении рабочей грани спирального гребня (15) или рабочих граней спиральных гребней (15) напорного шнека, а рабочая грань каждого силового элемента первого типа расположена под углом α к перпендикуляру к оси устройства, причем 90°>α>β, где β - угол подъема винтовой линии спирального гребня (15) напорного шнека,
а силовые элементы (11) второго типа расположены таким образом, что расстояния между ребрами всех соседних силовых элементов в сечении не более  от торца напорного шнека равны между собой, а сумма расстояний между всеми силовыми элементами (11) в сечении фронтальных граней была не менее суммы расстояний между спиральными гребнями (15) напорного шнека, при этом рабочая грань силового элемента второго типа расположена по отношению к перпендикуляру к оси устройства под углом большим, чем α.
14. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что силовые элементы (11) выполнены в виде выступов с криволинейными гранями.
15. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что поверхность модулятора давления (10) на расстоянии не менее  от торца измельчающего элемента (6) и/или внутренняя поверхность камеры (II) уплотнения и выравнивания давления, где  - длина модулятора давления, выполнена шероховатой.
16. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что, по меньшей мере, на части поверхности модулятора (10) давления, прилегающей к измельчающему элементу (6), и/или, по меньшей мере, на одной из поверхностей измельчающего элемента (6) выполнены спиральные канавки (19) прямого направления, способствующие перемещению перерабатываемого материала по направлению к выгрузному отверстию (4), и спиральные канавки (19) обратного направления, способствующие перемещению перерабатываемого материала по направлению к загрузочному отверстию (3).
17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что спиральные канавки (19) прямого направления и/или спиральные канавки (19) обратного направления выполнены с прямоугольным, или трапециевидным, или треугольным, или закругленным профилем.
18. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что на внутренней поверхности камеры (I) уплотнения, и/или на внутренней поверхности камеры (II) уплотнения и выравнивания давления, и/или на внутренней поверхности камеры (III) измельчения, и/или на внутренней поверхности камеры (IV) охлаждения выполнены спиральные канавки (19) прямого направления, способствующие перемещению перерабатываемого материала в направлении к выгрузному отверстию (4), и спиральные канавки (19) обратного направления, способствующие перемещению перерабатываемого материала в направлении к загрузочному отверстию (3).
19. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что система (9) охлаждения выполнена с возможностью охлаждения камеры (I) уплотнения и/или камеры (II) уплотнения и выравнивания давления.
20. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что напорный шнек (5) выполнен со спиральным гребнем (15) или спиральными гребнями (15), высота которых уменьшается по направлению к выгрузному отверстию (4) при постоянном наружном диаметре напорного шнека (5).
21. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что измельчающий элемент (6) в виде дроссельной заслонки выполнен таким образом, что соотношение диаметров диска и большего основания усеченного конуса составляет 1:(0,8-1).
22. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что измельчающий элемент (6) в виде дроссельной заслонки установлен с образованием кольцевого зазора (8), ширина которого в его узкой части составляет 0,3-4 мм.
23. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что на поверхности вала (7) выполнены тепловыводящие элементы (20).
24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что тепловыводящие элементы (20) выполнены в виде выступов произвольной формы.