عوامل موثر بر خروجی گرانول پلاستیکی

1، توابع هر بخش از گرانول پلاستیکی
خروجی گرانول پلاستیکی ارتباط نزدیکی با ساختار گرانول پلاستیکی دارد. در حال حاضر، پرکاربردترین نظریه اکستروژن مبتنی بر سه عملکرد اساسی انتقال، ذوب و اندازه گیری است. بنابراین، یک پیچ معمولی شامل سه بخش است. بخش تغذیه، بخش فشرده سازی و بخش همگن سازی. بخش تغذیه نقش انتقال جامد، بخش فشرده سازی نقش ذوب و فشرده سازی پلاستیک و بخش همگن سازی نقش همگن سازی و اندازه گیری را ایفا می کند.
In the feeding section, plastic is an unplasticized solid. Its solid transportation is based on the solid transportation theory, and its core is the solid friction theory. In this section, the solid transportation rate is related to the friction coefficient (fb) between the material and the screw surface and the friction coefficient (f) between the material and the barrel surface, when fb>f. می تواند نرخ انتقال جامد را بهبود بخشد.
در بخش تراکم، پلاستیک به تدریج از حالت جامد به جریان ویسکوز تبدیل می شود و اختلاط، برش و اصطکاک در این بخش نسبتاً پیچیده است. در دهه 1960، نظریه انتقال فاز بخش فشرده سازی ظاهر شد. این نظریه مبتنی بر ترمودینامیک است و می توان آن را به طور دقیق محاسبه کرد، اما فرآیند محاسبه پیچیده است.
عملکرد اصلی بخش همگن افزایش فشار پلاستیک مذاب ارسال شده از قسمت فشرده سازی، همگن سازی بیشتر پلاستیک و اکسترود کمی آن از دهانه قالب با فشار ثابت است. تئوری حمل و نقل مذاب بخش همگن سازی مبتنی بر مکانیک سیالات است و وضعیت رئولوژیکی، بهره وری و توان مصرفی بخش همگن سازی به تفصیل بررسی و محاسبه شده است.
2، جریان مواد در توربین
پلاستیک در بخش همگن سازی در حالت جریان ویسکوز قرار دارد. اختلاف فشار در امتداد جهت پیچ مشابه شکاف بین سطح بیرونی رزوه پیچ بشکه به دلیل مقاومت قالب و عوامل دیگر است. حالت جریان آن به شرح زیر است:
① جریان مثبت، یعنی جریان به سر دستگاه در امتداد شیار مارپیچی.
② جریان معکوس که به عنوان جریان معکوس نیز شناخته می شود، جریانی است که در اثر واکنش قالب، صفحه شکافنده، صفحه فیلتر و غیره به مذاب ایجاد می شود و جهت جریان آن مخالف جریان مثبت است.
⑧ جریان کشیدن، همچنین به عنوان جریان متقاطع شناخته می شود، گردش مذاب در شیار مارپیچی است. این جریان تاثیر کمی بر حجم کل اکستروژن دارد و می توان آن را نادیده گرفت. با این حال، تأثیر زیادی بر اختلاط مذاب، تبادل حرارتی و پلاستیک سازی دارد.
④ جریان نشتی.
3، عوامل اصلی موثر بر خروجی
(1) تأثیر نیرو - مقدار اکستروژن به صورت خطی با افزایش فشار سر کاهش می یابد.
① برای دانه بندی پلاستیکی با شیار پیچ عمیق و پیچ کوتاه، مقدار اکستروژن به شدت با افزایش فشار سر کاهش می یابد.
② با افزایش دمای قالب، تأثیر فشار قالب بر روی کمیت اکستروژن کندتر می شود.
③ هنگامی که مقاومت قالب بالا باشد (مساحت بار موثر کوچک است)، مقدار اکستروژن بیشتر تحت تأثیر فشار قالب قرار می گیرد.
④ وقتی سرعت پیچ زیاد است، مقدار اکستروژن زیاد است، اما افزایش فشار سر متناسب با کاهش مقدار اکستروژن است.
⑤ هرچه نسبت طول به قطر پیچ بزرگتر باشد، تأثیر فشار قالب بر کمیت اکستروژن کمتر است.
⑥ مقدار اکستروژن پیچ سرد نشده بسیار بیشتر از فشار سر تحت تاثیر قرار می گیرد.
⑦ هرچه شکاف بین پیچ و بشکه بیشتر باشد، نسبت کاهش حجم اکستروژن با افزایش فشار سر بیشتر است.
(2) اثر سرعت پیچ - مقدار اکستروژن با افزایش سرعت پیچ افزایش می یابد، اما خطی نیست.
① With the increase of screw speed, the extent of extrusion increase is related to the material. HDPE>LDPE>PP
② مقدار اکستروژن مواد مذاب با ویسکوزیته کم بیشتر تحت تأثیر سرعت پیچ قرار می گیرد.
③ در دمای ذوب بالا، مقدار اکستروژن با افزایش سرعت پیچ افزایش می یابد. اما در دمای ذوب پایین، افزایش آن بسیار ناچیز است.
④ مقدار اکستروژن پیچ سرد نشده کمی بیشتر از پیچ سرد شده تحت تأثیر سرعت پیچ قرار دارد.
⑤ هنگامی که مقاومت قالب کم است، مقدار اکستروژن با افزایش سرعت پیچ افزایش می یابد. برعکس، نسبت بهبود بسیار کم است.
(3) مقدار اکستروژن با افزایش شاخص مذاب مواد به سرعت افزایش می یابد.
(4) مقدار اکستروژن با افزایش طول مقطع همگن افزایش می یابد.
(5) هنگامی که فشار سر کم است، مقدار اکستروژن با عمق شیار پیچ در بخش همگن افزایش می یابد. اما اگر فشار هد زیاد باشد، با عمیق‌تر شدن عمق شیار پیچ در قسمت همگن‌سازی، مقدار اکستروژن کاهش می‌یابد.
(6) مقدار اکستروژن با افزایش شکاف بین پیچ و بشکه کاهش می یابد. با این حال، زمانی که شکاف بیشتر از 1 میلی متر باشد، مقدار اکستروژن به طور قابل توجهی کاهش می یابد.
(7) مقدار اکستروژن با افزایش دمای بخش تغذیه کاهش می یابد.
(8) با افزایش دمای ذوب، مقدار اکستروژن در ابتدا تغییر نمی کند. هنگامی که دما تا حد معینی به افزایش ادامه می دهد، ویسکوزیته مواد کاهش می یابد و مقدار اکستروژن به سرعت کاهش می یابد.
(9) هنگامی که دمای بشکه تا حد معینی افزایش می یابد، حجم اکستروژن نیز به دلیل کاهش سریع ویسکوزیته مواد به شدت کاهش می یابد.
(10) مقدار اکستروژن با افزایش مواد فرار در مواد کاهش می یابد.
(11) با افزایش دمای پیچ، مقدار اکستروژن به شدت کاهش می یابد.
(12) با عمیق تر شدن عمق شیار پیچ، مقدار اکستروژن در ابتدا به سرعت افزایش می یابد و زمانی که به یک مقدار حدی خاص می رسد به شدت کاهش می یابد. این به این دلیل است که درجه پلاستیک شدن مواد در پیچ پس از افزایش عمق شیار پیچ بدتر می شود.
(13) مقدار اکستروژن متناسب با افزایش مساحت سوراخ تشکیل دهنده قالب افزایش می یابد.
(14) مقدار اکستروژن متناسب با افزایش طول قسمت جریان افقی قالب کاهش می یابد.
4، کاربرد عوامل موثر بر خروجی گرانول پلاستیک
(1) برای موادی با نرخ جریان مذاب مختلف، نمی توان "خروجی" آنها را با توجه به سرعت پیچ مقایسه کرد.
(2) مقدار اکستروژن متناسب با سرعت پیچ نیست.
(3) حتی برای یک نوع دانه بندی پلاستیکی (ساختار پیچ یکسان است و تنظیم دمای هر بخش یکسان است)، مقدار اکستروژن همان ماده به دلیل طول آداپتور متفاوت یکسان نیست. ناحیه قالب سر، مقاومت صفحه فیلتر، درجه خنک شدن پیچ، دمای پیش گرم شدن مواد و اختلاف اندک بین پیچ و بشکه خود گرانولاتور پلاستیکی.
(4) برای دانه بندی پلاستیکی ثابت، مقدار اکستروژن در دوره های مختلف به دلیل تأثیر فشار مذاب، دمای پیچ و پایداری مواد متفاوت است.