Аналіз механізму пластифікації в різних зонах двошнекового екструдера ПВХ виробів

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.є aвиробник механічного обладнанняз більш ніж 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 / газових труб ПЕ, який було рекомендовано Міністерством будівництва Китаю для заміни імпортної продукції. Ми отримали звання «Першокласний бренд у провінції Чжецзян».

На основі процесу пластифікації ПВХ матеріалу в aдвошнековий екструдершнек розділений на три зони: зону транспортування твердої речовини, зону плавлення та зону транспортування розплаву (екструзії).

I. Механізм пластифікаціїм у Зоні транспортування Суцільного

У стовбурі зона, де твердий полімер (ПВХ) і його добавки течуть, попередньо нагріваються та ущільнюються, визначається як зона транспортування твердого матеріалу. По-перше, потік твердих частинок полімеру з бункера в бочку досягається силою тяжіння. Коли шнек обертається, частинки транспортуються до головки матриці, а частинки в бункері безперервно течуть. У зоні транспортування твердої речовини (зона Barrel C1) макромолекули, малі молекули та інші частинки в ПВХ матеріалі поступово нагріваються. Одночасно зсув від гвинта та тертя між частинками також збільшують тепло частинок, дозволяючи їм повністю контактувати, дифундувати та проникати в ущільненому стані.

У цій зоні за рахунок зміни кроку гвинта, ширини вильоту і т. д. частинки ПВХ матеріалу щільно ущільнюються, утворюючи суцільне ложе або суцільну пробку, яка ковзає по каналу гвинта. Рух твердої пробки залежить від тертя між поверхнею стовбура та твердою пробкою, тоді як тертя між гвинтом і твердою пробкою перешкоджає її руху. Тому всередині стовбура частинки ПВХ-матеріалу не просуваються рівномірно в одному напрямку, а натомість перекидаються, ковзають, обертаються разом із гвинтом і періодично «мостять». Вони накопичуються за «містком», який потім ламається, і процес безперервно повторюється з екструзією ПВХ матеріалу та потоком матеріалу в бункері.

У цій зоні про хорошу якість екструзії та пластифікації ПВХ свідчить перехід ПВХ зі склоподібного стану у високоеластичний. З точки зору структури агрегованого стану, це включає від 50% до 60% частинок полівінілхлоридної смоли, які розпадаються на первинні частинки, при цьому поверхні різних частинок добавки повністю контактують і дифундують з цими первинними частинками.

Варто відзначити, що для стабільної роботи висота твердого матеріалу в бункері завжди повинна бути вище певного критичного значення. Вище цього критичного значення зміни висоти матеріалу не впливатимуть на продуктивність екструдера. Однак, якщо висота матеріалу падає нижче критичного значення, це стає суттєвим фактором нестабільності. Зміни у висоті твердого матеріалу викликають коливання тиску на дні, що може змінити умови роботи екструдера та призвести до погіршення якості екструзії та пластифікації ПВХ.

II. Механізм пластифікації в зоні плавлення

У стовбурі область, де співіснують твердий полімер і розплав, визначається як зона плавлення або зона фазового переходу. Ця зона відповідає зонам нагріву С2 і С3. Зона плавлення є важливою частиною екструдера. Такі параметри, як налаштування температури (зона стовбура C2, зона C3, серцевина шнека), швидкість шнека, зазор між шнеками та зазор між шнеком і стовбуром значно впливають на якість екструзії ПВХ. Коли ПВХ-матеріал досягає зони плавлення, через зміни кроку гвинта, ширини польоту тощо, частинки ПВХ щільно ущільнюються і вже створюють значний тиск. Цей тиск у поєднанні з пом’якшувальною дією навколишнього теплового середовища перетворює ущільнені частинки в щільний «суцільний шар». Цей твердий шар є змішаним станом, що складається частково з ПВХ у високоеластичному стані, частково у склоподібному стані та невеликій кількості у в’язкоплинному стані. Тверда станина приймає форму спірального гвинтового каналу і ковзає в ньому. Завдяки цьому відносному руху утворюється розподіл швидкості всередині плівки розплаву між твердим шаром і поверхнею стовбура. Отже, розплав у плівці починає текти в бік виштовхувального польоту. Коли він натрапляє на рейку, вона «зіскрібає» розплав зі стовбура, збираючи його в басейні розплаву в задній частині каналу попереду штовхальної рейки. У міру того як твердий шар рухається вздовж каналу, все більше і більше розплаву переноситься в резервуар розплаву. Таким чином, розмір басейну розплаву збільшується, а розмір твердого шару зменшується. Твердий шар поступово руйнується і переноситься вперед у стані в’язкої течії.

У цій зоні про хорошу якість екструзії та пластифікації ПВХ свідчить перехід ПВХ з високоеластичного стану в в’язкотекучий. З точки зору структури агрегованого стану, 60-70% первинних частинок ПВХ розпадаються на частинки першого порядку, а різні молекули добавки контактують з частинками ПВХ першого порядку, утворюючи фізичні та хімічні зв’язки.

Фактори, що покращують якість екструзії та пластифікації ПВХ в зоні плавлення, включають:

(1) Збільшення швидкості гвинта;

(2) Підвищення заданої температури стовбура в зоні плавлення;

(3) Відповідний зазор між гвинтом і стовбуром.

Для конкретної рецептури виробництва профілю ПВХ повинен бути оптимальний набір температур бочки для зони плавлення.

III. Механізм пластифікації в зоні транспортування розплаву

У стовбурі область, де твердий полімер повністю перетворюється на розплав, і розплав примусово транспортується до головки матриці, визначається як зона транспортування розплаву (зона нагріву стовбура C4). У цій зоні розплавлені макромолекули далі реагують і гомогенізуються з різними добавками під дією зсуву. Оскільки в’язка рідина з ПВХ безперервно та кількісно екструдується, утворюється тиск розплаву, що забезпечує компактність кінцевого сформованого виробу з ПВХ. У цій зоні хороша якість екструзії та пластифікації ПВХ вказується тим, що макромолекули ПВХ зберігають свій в’язкотекучий стан. З точки зору структури агрегованого стану, це кристалічна структура, що складається з частинок ПВХ першого порядку разом із невеликою кількістю первинних частинок. Ці залишкові первинні частинки можуть підвищити міцність і в'язкість кінцевого матеріалу. Коли матеріал, що містить такі кристали, екструдується та охолоджується, первинні частинки можуть перешкоджати руху частинок першого порядку під дією зовнішньої сили, що призводить до підвищення міцності. Крім того, завдяки великій площі поверхні первинні частинки можуть поглинати частину енергії удару під час удару, покращуючи міцність.

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.