Analiza mecanismului de plastificare în diferite zone ale extruderului cu două șuruburi pentru produse din PVC

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.este oproducator de echipamente mecanicecu peste 30 de ani de experiență înechipamente de extrudare a conductelor din plastic, noi echipamente pentru protecția mediului și noi materiale. De la înființare, Fangli a fost dezvoltat pe baza cerințelor utilizatorilor. Prin îmbunătățirea continuă, cercetare și dezvoltare independentă privind tehnologia de bază și digestia și absorbția tehnologiei avansate și alte mijloace, am dezvoltatLinie de extrudare a conductelor din PVC, Linie de extrudare a conductelor PP-R, Linie de extrudare de alimentare cu apă/conducte de gaz PE, care a fost recomandat de Ministerul Construcțiilor chinez pentru a înlocui produsele importate. Am câștigat titlul de „Marcă de primă clasă în provincia Zhejiang”.

Pe baza procesului de plastificare a materialului PVC în aextruder cu două șuruburi, șurubul este împărțit în trei zone: zona de transport solid, zona de topire și zona de transport (extrudare) a topiturii.

I. Mecanismul de plastificare în zona de transport solid

În butoi, zona în care curge polimerul solid (PVC) și aditivii săi sunt preîncălzite și compactate este definită ca zona de transport solid. În primul rând, curgerea particulelor solide de polimer din buncăr în butoi se realizează prin gravitație. Pe măsură ce șurubul se rotește, particulele sunt transportate către capul matriței, în timp ce particulele din buncăr curg continuu. În zona de transport solid (zona Baril C1), macromoleculele, moleculele mici și alte particule din materialul PVC sunt încălzite treptat. Simultan, forfecarea de la șurub și frecarea dintre particule cresc, de asemenea, căldura particulelor, permițându-le să intre în contact, să difuzeze și să pătrundă într-o stare compactată.

În această zonă, din cauza modificărilor pasului șurubului, lățimii de zbor etc., particulele de material PVC sunt compactate dens, formând un pat solid sau un dop solid care alunecă de-a lungul canalului șurubului. Mișcarea dopului solid se bazează pe frecarea dintre suprafața butoiului și dopul solid, în timp ce frecarea dintre șurub și dopul solid împiedică mișcarea acestuia. Prin urmare, în interiorul cilindrului, particulele de material PVC nu avansează uniform în aceeași direcție, ci se rotesc, alunecă, se rotesc cu șurubul și „pune” periodic. Ele se adună în spatele „puntului”, care apoi se rupe, iar procesul se repetă continuu cu extrudarea materialului PVC și fluxul de material în interiorul buncărului.

În această zonă, calitatea bună a extrudarii și plastificării PVC este indicată de trecerea PVC-ului de la o stare sticloasă la o stare de elasticitate ridicată. Din perspectiva structurii de stare agregată, aceasta implică 50% până la 60% din particulele de rășină PVC care se descompun în particule primare, suprafețele diferitelor particule de aditiv contactând și difuzând complet cu aceste particule primare.

Este de remarcat faptul că, pentru o funcționare stabilă, înălțimea materialului solid din buncăr trebuie să fie întotdeauna peste o anumită valoare critică. Peste această valoare critică, modificările înălțimii materialului nu vor afectaextruderperformanța lui. Cu toate acestea, dacă înălțimea materialului scade sub valoarea critică, aceasta devine un factor semnificativ de instabilitate. Modificările în înălțimea materialului solid provoacă variații ale presiunii în partea inferioară, care pot modificaextrudercondițiile de funcționare ale lui și conduc la deteriorarea calității extrudarii și plastificării PVC.

II. Mecanismul de plastificare în zona de topire

În butoi, zona în care polimerul solid și topitura coexistă este definită ca zonă de topire sau zonă de tranziție de fază. Această zonă corespunde zonelor de încălzire C2 și C3. Zona de topire este o parte crucială aextruder. Parametri precum setările de temperatură (zona C2, zona C3, miezul șurubului), viteza șurubului, spațiul dintre șuruburi și spațiul dintre șurub și cilindru influențează semnificativ calitatea extrudarii PVC. Când materialul PVC ajunge în zona de topire, din cauza modificărilor pasului șurubului, lățimii de zbor etc., particulele de PVC sunt compactate dens și au generat deja o presiune considerabilă. Această presiune, combinată cu efectul de înmuiere al mediului de căldură din jur, transformă particulele compactate într-un „pat solid”. Acest pat solid este o stare mixtă constând parțial din PVC într-o stare de elasticitate ridicată, parțial într-o stare sticloasă și o cantitate mică în stare de curgere vâscoasă. Patul solid ia forma canalului șurubului elicoidal și alunecă în interiorul acestuia. Datorită acestei mișcări relative, se generează o distribuție a vitezei în filmul de topire între patul solid și suprafața butoiului. În consecință, topirea filmului începe să curgă spre zborul de împingere. Când întâlnește zborul, zborul „răzuie” topitura de pe butoi, colectând-o în bazinul de topire din spatele canalului înaintea zborului de împingere. Pe măsură ce patul solid se mișcă de-a lungul canalului, din ce în ce mai multă topitură este transportată în bazinul de topire. Astfel, dimensiunea bazinului de topire crește în timp ce dimensiunea patului solid scade. Patul solid este distrus treptat și transportat înainte într-o stare de curgere vâscoasă.

În această zonă, calitatea bună a extrudarii și plastificării PVC este indicată de tranziția PVC-ului de la o stare de elasticitate ridicată la o stare de curgere vâscoasă. Din perspectiva structurii de stare agregată, 60-70% dintre particulele primare de PVC se descompun în particule de ordinul întâi, iar diverse molecule de aditivi contactează particulele de ordinul întâi din PVC, formând legături fizice și chimice.

Factorii care îmbunătățesc calitatea extrudarii și plastificării PVC în zona de topire includ:

(1) Creșterea vitezei șurubului;

(2) Ridicarea temperaturii setate a butoiului în zona de topire;

(3) Distanță adecvată între șurub și cilindru.

Pentru o formulă specifică de producție a profilului din PVC, ar trebui să existe un set optim de temperaturi în butoi pentru zona de topire.

III. Mecanism de plastificare în zona de transport al topiturii

În butoi, zona în care polimerul solid este complet transformat în topitură, iar topitura este transportată forțat către capul matriței, este definită ca zona de transport a topiturii (zona de încălzire a barilului C4). În această zonă, macromoleculele topite reacţionează în continuare şi se omogenizează cu diverşi aditivi sub acţiune de forfecare. Pe măsură ce fluidul vâscos din PVC este extrudat continuu și cantitativ, se formează presiunea de topire, asigurând compactitatea produsului PVC format final. În această zonă, calitatea bună a extrudarii și plastificării PVC este indicată de macromoleculele de PVC care își mențin starea de curgere vâscoasă. Din perspectiva structurii de stare agregată, este o structură cristalină compusă din particule de PVC de ordinul întâi împreună cu un număr mic de particule primare. Aceste particule primare rămase pot spori rezistența și duritatea materialului final. Când materialul care conține astfel de cristale este extrudat și răcit, particulele primare pot împiedica mișcarea particulelor de ordinul întâi sub forță externă, ceea ce duce la o rezistență crescută. În plus, datorită suprafeței lor mari, particulele primare pot absorbi o parte din energia de impact atunci când sunt supuse la șoc, îmbunătățind duritatea.

Dacă aveți nevoie de mai multe informații,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.vă întâmpină să contactați pentru o anchetă detaliată, vă vom oferi îndrumări tehnice profesionale sau sugestii de achiziție de echipamente.