Шість основних принципів екструзії пластику

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.є aвиробник механічного обладнанняз майже 30-річним досвідомобладнання для екструзії пластикових труб, новий захист навколишнього середовища та обладнання з нових матеріалів. З моменту створення Fangli розроблявся відповідно до вимог користувачів. Завдяки безперервному вдосконаленню, незалежним науково-дослідним і дослідно-конструкторським роботам щодо основних технологій, перетравленню та засвоєнню передових технологій та інших засобів ми розробилиЕкструзійна лінія ПВХ труб, Лінія екструзії труб PP-R, Екструзійна лінія водопостачання / газопроводу PE, який було рекомендовано Міністерством будівництва Китаю для заміни імпортної продукції. Ми отримали звання «Першокласний бренд у провінції Чжецзян».

Коли розплав потрапляє в перехідну секцію та матрицю, нагрівання зсуву значно зменшується, оскільки розплав починає переходити від спірального потоку зі змінною швидкістю до лінійного потоку з рівномірною швидкістю, коли він досягає перехідної ділянки. Коли розплав досягає форми вздовж шляху потоку, визначеного перехідною секцією, він також споживає деяку кількість тепла. Щоб забезпечити рівномірний рух розплаву вздовж канавки форми «ластівчин хвіст», необхідно додати відповідне тепло. Тому температура форми встановлюється трохи вище, тому її називають «зоною підтримки температури».

Після того, як пластик подається векструдерстовбур із бункера, він притискається до головки матриці шнековими планками при обертанні шнека. Завдяки опору сітки фільтра, роздільної пластини та матриціматриця голови, і поступового зменшення об'єму (глибини каналу) між гвинтовими польотами, просувається матеріал під великим тиском, і в той же час він нагрівається джерелом тепла стовбура; Крім того, коли пластик піддається стисненню, зсуву, перемішенню та іншим силам у русі, тертя між пластиком і циліндром, гвинтом і тертя між молекулами пластику виділяє багато тепла. В результаті температура пластику в стовбурі продовжує зростати, і його фізичний стан поступово змінюється від склоподібного стану до високоеластичного стану і, нарешті, стає в’язким станом, досягаючи повної пластифікації. Оскільки шнек постійно обертається, пластифікований матеріал видавлюється з отвору головки матриці з постійним тиском і швидкістю, і стає пластиковим продуктом певної форми. Після охолодження та формування екструзійне формування завершується. Основним компонентом для реалізації вищезазначеного процесу є шнек, а процес екструзії вздовж шнека можна розділити на такі функціональні зони:

Перше: годування

Після того, як пластик, що подає, додається в бункер, він потрапляє в шнековий канал (проміжок між полотнами) за рахунок власної ваги або під дією примусової подачі, і видавлюється вперед, транспортуючись вперед за допомогою обертових шнеків. Однак, якщо коефіцієнт тертя між матеріалом і металевим бункером занадто великий, або коефіцієнт внутрішнього тертя між матеріалами занадто великий, або кут конуса бункера занадто малий, у бункері поступово утворюється явище перемичок і порожниста труба, матеріал не буде гладко входити в канавку гвинта, і екструзія буде змушена зупинитися або вкрай нестабільна. Тому, якщо продуктивність екструзії аномально знижена або не вивантажується, необхідно перевірити ситуацію з подачею або навіть змінити конструкцію бункера.

Друге: передача

Теоретично, після того, як пластик увійде в гвинтовий паз, щоразу, коли гвинт обертається, весь пластик буде транспортуватися вперед по одному проводу. У цей час ми називаємо ефективність транспортування 1. Однак для кожного шнека об’єм прямого транспортування фактично залежить від коефіцієнта тертя fb пластика до бочки та коефіцієнта тертя fs пластику до шнека. Чим більше fb або менше fs, тим міцніший пластик буде подано вперед. Велика кількість експериментів показує, що коефіцієнт тертя між смолою та металом в основному залежить від температури системи, шорсткості поверхні металу або структури та форми системи, а також від тиску системи та швидкості руху матеріалу.

Третє: стиснення

У процесі екструзії абсолютно необхідно, щоб пластик був стиснутий. Перш за все, пластик погано проводить тепло. Якщо між частинками є проміжки, це безпосередньо впливає на їх теплообмін, що впливає на швидкість плавлення; По-друге, газ між частинками буде виходити з бункера лише тоді, коли тиск поступово зростатиме по довжині шнека, інакше продукти стануть дефектними або відходами через бульбашки, що утворюються всередині; Нарешті, високий системний тиск також забезпечує відносно щільність продуктів.

Є три причини, які викликають зростання тиску вздовж гвинта:

1. Глибина каналу (від бункера до кінчика) у структурі зменшується, і матеріал поступово стискається;

2. Елементи опору, такі як розділювальна пластина, сітка фільтра та головка, встановлені перед головкою гвинта;

3. Це тиск, створений уздовж повної довжини гвинта, спричинений тертям між матеріалами та металом. Чим менша площа секції головки, тим вищим буде пікове значення тиску, і точка найвищого тиску переміщатиметься до головки. Загалом, пікове значення тиску знаходиться в передній частині секції дозування або в задній частині секції стиснення.

Четверте: плавлення

При підвищенні тиску рухомий твердий пластик постійно стикається і треться об нагріту стінку бочки. Температура пластичного матеріалу біля стінки стовбура постійно зростає. Після досягнення температури плавлення на внутрішній стінці бочки утворюється тонка плівка розплаву. Після цього джерело тепла для плавлення твердого пластику походить з двох аспектів: один — це теплопровідність зовнішнього нагрівача стовбура, інший — це тепло зсуву (через в’язке розсіювання), яке утворюється через різну швидкість руху кожного шару розплаву в плівці розплаву, а саме в’язке розсіювання тепла в реології.

Під час плавлення, коли товщина плівки розплаву перевищує проміжок між шнеком і стовбуром, рухомий шнек зішкребе плівку розплаву й утворить купу розплаву перед просуванням шнека. У процесі плавлення басейн розплаву стає все ширшим і ширшим, а ширина твердої речовини, що залишилася, стає все вужчою і вужчою, поки вона, нарешті, повністю не зникне. Це епохальна відома теорія плавлення Тадмора, опублікована Тадмором у 1967 році.

П'яте: змішування

У процесі змішаної екструзії тверді матеріали, як правило, ущільнюються в щільні тверді пробки під високим тиском. Оскільки між частинками в твердих пробках немає відносного руху, змішування може здійснюватися лише між шарами розплаву з відносним рухом.

Загалом, у розплаві, особливо в секції транспортування розплаву, відбуваються наступні явища змішування: По-перше, кожен компонент у матеріальній системі рівномірно диспергований і розподілений, що відноситься до смоли та різних добавок. Другий - термічна гомогенізація. Це тому, що в процесі екструзії матеріал, який плавиться першим, має найвищу температуру, а матеріал, який плавиться пізніше, має найнижчу температуру. Температура поверхні розділу між твердою речовиною та розплавом є просто температурою плавлення пластику. Якщо розплавлений матеріал екструдується з матриці передчасно, це неминуче призведе до нерівномірної екструзії скрізь, що може спричинити різницю кольорів і деформацію або навіть розтріскування продукту. Крім того, враховуючи, що сам пластик має певний розподіл молекулярної маси (MWD), змішування може змусити частину з більшою відносною молекулярною масою рівномірно диспергувати в розплаві. У той же час під дією сили зсуву частина з більшою відносною молекулярною масою може зменшуватися внаслідок розриву ланцюга, що зменшує можливість появи нерозплавлених частинок (гелів) і неоднорідностей у продуктах. Очевидно, щоб забезпечити рівномірне змішування продуктів, необхідно переконатися, що секція транспортування розплаву (остання секція) шнека має достатню довжину. Тому секцію транспортування розплаву шнека також називають секцією гомогенізації. У той же час, під час розрахунку продуктивності екструдера, об’єм гвинтової канавки в останній секції постійної глибини шнека береться за основу для розрахунку, а ділянку транспортування розплаву гвинта також називають секцією дозування.

Шосте: вентиляція

Під час процесу екструзії виділяються три види газів. Одним з них є повітря, змішане між полімерними гранулами або порошком. За умови, що швидкість шнека не надто висока, ця частина газу може виходити з бункера під тиском, що поступово зростає. Але коли швидкість обертання надто висока, матеріал рухається вперед надто швидко, і газ може не повністю вивільнятися вчасно, таким чином утворюючи бульбашки в продукті. Другий газ - це вода, поглинена матеріалом з повітря, яка при нагріванні перетворюється на пару. Для пластмас із невеликим поглинанням вологи, таких як ПВХ, ПС, ПЕ, ПП тощо, загалом проблем немає. Ці невеликі кількості водяної пари також можуть бути випущені з бункера одночасно; Однак для деяких інженерних пластмас, таких як PA, PSU, ABS, PC тощо, через їх велике поглинання вологи та надто багато водяної пари, їх надто пізно вивантажувати з бункера, що утворює бульбашки в продуктах. По-третє, деякі матеріали всередині пластикових частинок, такі як низькомолекулярні леткі речовини (LMWV), пластифікатори з низькою температурою плавлення тощо, які поступово випаровуються під дією тепла, що виділяється під час процесу екструзії. Лише коли пластик розплавлений, ці гази можуть вийти, лише подолавши поверхневий натяг розплаву, але в цей час вони знаходяться далеко від бункера, тому вони не можуть бути випущені через бункер. У цьому випадку вентильованийекструдерТретє: стиснення

Отже, будь-який шнек повинен виконувати шість вищезазначених основних функцій: подача, транспортування, стиснення, плавлення, змішування та випуск. Очевидно, що подача та транспортування впливають на продуктивність екструдера, тоді як стиснення, плавлення, змішування та випуск безпосередньо впливають на якість екструдованих продуктів. Так звана якість тут стосується не тільки того, чи повністю розплавлено, але й того, чи компактно стиснуті продукти, чи є змішування рівномірним і чи немає в продуктах бульбашок. Це якість пластичності.

Якщо вам потрібна додаткова інформація,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.запрошує вас зв’язатися для детального запиту, ми надамо вам професійні технічні рекомендації або пропозиції щодо закупівлі обладнання.