Sei principi base dell'estrusione della plastica

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.è unproduttore di attrezzature meccanichecon quasi 30 anni di esperienza diattrezzature per l'estrusione di tubi in plastica, nuova protezione ambientale e nuove attrezzature per i materiali. Fin dalla sua fondazione, Fangli è stato sviluppato in base alle richieste degli utenti. Attraverso il miglioramento continuo, la ricerca e sviluppo indipendente sulla tecnologia di base, la digestione e l'assorbimento di tecnologie avanzate e altri mezzi, ci siamo sviluppatiLinea di estrusione tubi in PVC, Linea di estrusione tubi in PP-R, Linea di estrusione di tubi di alimentazione idrica/gas in PE, raccomandato dal Ministero cinese delle Costruzioni per sostituire i prodotti importati. Abbiamo guadagnato il titolo di “Marchio di prima classe nella provincia di Zhejiang”.

Quando la massa fusa entra nella sezione di transizione e nello stampo, il riscaldamento di taglio diminuisce in modo significativo, perché la massa fusa ha iniziato a passare da un flusso a spirale a velocità variabile a un flusso lineare a velocità uniforme quando raggiunge la sezione di transizione. Quando il materiale fuso raggiunge lo stampo lungo il percorso del flusso definito dalla sezione di transizione, consuma anche una certa quantità di calore. Per garantire che il materiale fuso si muova uniformemente lungo la scanalatura a coda di rondine dello stampo, è necessario aggiungere calore adeguato. Pertanto, la temperatura dello stampo viene impostata leggermente più alta, per questo viene chiamata "Zona di mantenimento della temperatura".

Dopo che la plastica è stata inserita nelestrusorebarile dalla tramoggia, viene spinto verso la testata dai voli della vite con la rotazione della vite. A causa della resistenza dello schermo filtrante, della piastra divisoria e della matricela testa del dado, e la riduzione graduale del volume (profondità del canale) tra le eliche, il materiale in avanzamento è sottoposto a una forte pressione e, allo stesso tempo, viene riscaldato dalla fonte di calore del cilindro; Inoltre, quando la plastica è sottoposta a compressione, taglio, agitazione e altre forze in movimento, l'attrito tra la plastica e il cilindro, la vite e l'attrito tra le molecole di plastica genereranno molto calore. Di conseguenza, la temperatura della plastica nel cilindro continua ad aumentare e il suo stato fisico cambia gradualmente dallo stato vetroso allo stato ad alta elasticità, per diventare infine lo stato di flusso viscoso, raggiungendo la completa plastificazione. Poiché la vite ruota costantemente, il materiale plastificato viene estruso dall'imboccatura della testa della filiera a pressione e velocità costanti e diventa un prodotto plastico con una determinata forma. Dopo il raffreddamento e la formatura, lo stampaggio per estrusione viene completato. Il componente principale per realizzare il processo di cui sopra è la vite e il processo di estrusione lungo la vite può essere suddiviso nelle seguenti zone funzionali:

Primo: alimentazione

Dopo che la plastica di alimentazione è stata aggiunta nella tramoggia, entra nel canale della coclea (lo spazio tra le eliche) facendo affidamento sul proprio peso o sotto l'azione dell'alimentatore forzato, ed estrude in avanti trasportata dalle eliche rotanti. Tuttavia, se il coefficiente di attrito tra il materiale e la tramoggia metallica è troppo grande, o il coefficiente di attrito interno tra i materiali è troppo grande, o l'angolo del cono della tramoggia è troppo piccolo, il fenomeno del ponte e del tubo cavo si formerà gradualmente nella tramoggia, il materiale non entrerà agevolmente nella scanalatura della vite e l'estrusione sarà costretta a fermarsi o sarà estremamente instabile. Pertanto, se la produttività dell'estrusione si riduce in modo anomalo o non scarica, è necessario verificare la situazione di alimentazione, o addirittura modificare il design della tramoggia.

Secondo: trasmettere

In teoria, dopo che la plastica è entrata nella scanalatura della vite, ogni volta che la vite ruota, tutta la plastica verrà trasportata in avanti per un passo. In questo momento chiamiamo efficienza di trasporto 1. Tuttavia, per ciascuna coclea, il volume di trasporto in avanti dipende in realtà dal fattore di attrito fb della plastica al cilindro e dal fattore di attrito fs della plastica alla vite. Quanto più grande è il fb o quanto più piccolo è il fs, tanto più solida sarà la plastica trasportata in avanti. Numerosi esperimenti dimostrano che il coefficiente di attrito tra resina e metallo dipende principalmente dalla temperatura del sistema, dalla rugosità superficiale del metallo o dalla struttura e dalla forma del sistema, nonché dalla pressione del sistema e dalla velocità di movimento del materiale.

Terzo: compressione

Nel processo di estrusione è assolutamente necessario che la plastica venga compressa. Innanzitutto la plastica è un cattivo conduttore di calore. Se ci sono spazi tra le particelle, il loro trasferimento di calore sarà influenzato direttamente, influenzando così la velocità di fusione; In secondo luogo, il gas tra le particelle verrà scaricato dalla tramoggia solo quando la pressione aumenta gradualmente lungo la lunghezza della coclea, altrimenti i prodotti diventeranno difettosi o di scarto a causa delle bolle generate all'interno; Infine, l'elevata pressione del sistema garantisce anche che i prodotti siano relativamente densi.

L'accumulo di pressione lungo la vite è causato da tre fattori:

1.La profondità del canale diminuisce (dalla tramoggia alla punta) nella struttura e il materiale viene gradualmente compresso;

2. Gli elementi resistivi come la piastra divisoria, lo schermo filtrante e la testa sono installati davanti alla testa della vite;

3.È la pressione accumulata lungo l'intera lunghezza della vite causata dall'attrito tra materiali e metallo. Quanto più piccola è l'area della sezione dello stampo della testa, maggiore sarà il valore del picco di pressione e il punto di pressione più alto si sposterà verso la testa. In generale, il valore di picco della pressione si trova nella parte anteriore della sezione di dosaggio o nella parte posteriore della sezione di compressione.

Quarto: fusione

Quando la pressione aumenta, la plastica solida in movimento entra costantemente in contatto e sfrega con la parete riscaldata del barile. La temperatura del materiale plastico vicino alla parete del cilindro aumenta continuamente. Dopo aver raggiunto il punto di fusione, sulla parete interna del barile si forma una sottile pellicola fusa. Successivamente, la fonte di calore della fusione della plastica solida deriva da due aspetti: uno è la conduzione del calore del riscaldatore esterno del cilindro, l'altro è il calore di taglio (dovuto alla dissipazione viscosa) generato a causa della diversa velocità di movimento di ciascuno strato del materiale fuso nella pellicola fusa, vale a dire la dissipazione del calore viscoso in reologia.

Con il progredire della fusione, quando lo spessore della pellicola fusa è maggiore dello spazio tra la vite e il cilindro, la vite in movimento raschierà via la pellicola fusa e formerà una pozza di fusione prima dell'avanzamento della vite. Nel processo di fusione, il bagno di fusione diventa sempre più ampio e la larghezza del solido rimanente si restringe sempre di più, fino a scomparire completamente. Questa è la famosa teoria epocale della fusione di Tadmor pubblicata da Tadmor nel 1967.

Quinto: miscelazione

Nel processo di estrusione mista, i materiali solidi vengono generalmente compattati in tappi solidi densi ad alta pressione. Poiché non vi è movimento relativo tra le particelle nei tappi solidi, la miscelazione può essere effettuata solo tra strati di massa fusa con movimento relativo.

In generale, nella massa fusa, soprattutto nella sezione di trasporto della massa fusa, si verificano i seguenti fenomeni di miscelazione: in primo luogo, ogni componente del sistema di materiali, il che si riferisce alla resina e ai vari additivi, viene disperso e distribuito uniformemente. La seconda è l'omogeneizzazione termica. Questo perché nel processo di estrusione, il materiale che fonde per primo ha la temperatura più alta, mentre il materiale che fonde dopo ha la temperatura più bassa. La temperatura dell'interfaccia tra il solido e il materiale fuso è proprio il punto di fusione della plastica. Se il materiale fuso viene estruso prematuramente dallo stampo, si verificherà inevitabilmente un'estrusione irregolare ovunque, che potrebbe causare differenze di colore e deformazioni o addirittura causare screpolature del prodotto. Inoltre, considerando che la plastica stessa ha una certa distribuzione del peso molecolare (MWD), la miscelazione può far sì che la parte con peso molecolare relativo più elevato si disperda uniformemente nella massa fusa. Allo stesso tempo, sotto l'azione della forza di taglio, la parte con peso molecolare relativo più elevato può essere ridotta a causa della scissione della catena, che riduce la possibilità di particelle non fuse (gel) e di disomogeneità nei prodotti. Ovviamente, per garantire una miscelazione uniforme dei prodotti, è necessario garantire che la sezione di trasporto del materiale fuso (l'ultima sezione) della coclea abbia una lunghezza sufficiente. Pertanto la sezione di trasporto del materiale fuso della coclea è detta anche sezione di omogeneizzazione. Allo stesso tempo, quando si calcola la potenza dell'estrusore, viene preso come base per il calcolo il volume della scanalatura della vite nell'ultima sezione della vite a profondità costante e la sezione di trasporto del materiale fuso della vite viene anche chiamata sezione di dosaggio.

Sesto: ventilazione

Durante il processo di estrusione ci sono tre tipi di gas da scaricare. Uno è l'aria miscelata tra i pellet o la polvere polimerica. Purché la velocità della coclea non sia troppo elevata, in generale questa parte di gas può essere scaricata dalla tramoggia sotto una pressione gradualmente crescente. Ma quando la velocità di rotazione è troppo elevata, il materiale si sposta in avanti troppo velocemente e il gas potrebbe non essere scaricato completamente in tempo, formando così bolle nel prodotto. Il secondo gas è l'acqua assorbita dal materiale dall'aria, che quando riscaldata diventa vapore. Per le plastiche con scarso assorbimento di umidità, come PVC, PS, PE, PP, ecc., generalmente non ci sono problemi. Queste piccole quantità di vapore acqueo possono essere scaricate contemporaneamente anche dalla tramoggia; Tuttavia, per alcuni tecnopolimeri come PA, PSU, ABS, PC, ecc., a causa del loro elevato assorbimento di umidità e dell'eccesso di vapore acqueo, è troppo tardi per scaricarli dalla tramoggia, che forma bolle nei prodotti. Il terzo sono alcuni materiali all'interno delle particelle di plastica, come sostanze volatili a basso peso molecolare (LMWV), plastificanti a basso punto di fusione, ecc., che vengono gradualmente vaporizzati sotto il calore generato durante il processo di estrusione. Solo quando la plastica è fusa, solo superando la tensione superficiale del fuso questi gas possono fuoriuscire, ma in questo momento sono lontani dalla tramoggia, quindi non possono essere scaricati attraverso la tramoggia. In questo caso, uno sfogoestrusoredeve essere utilizzato.

Pertanto, qualsiasi coclea deve completare le sei funzioni base di alimentazione, trasporto, compressione, fusione, miscelazione e scarico. Ovviamente, l'alimentazione e il trasporto influiscono sulla resa dell'estrusore, mentre la compressione, la fusione, la miscelazione e lo scarico influiscono direttamente sulla qualità dei prodotti estrusi. La cosiddetta qualità qui non si riferisce solo al fatto che la fusione sia completa, ma anche se i prodotti sono compressi in modo compatto, se la miscelazione è uniforme e se non ci sono bolle nei prodotti. Questa è la qualità di plastificazione.

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