Ekstruder skrue

Skruen er hjertet i ekstruderen og en nøkkelkomponent i ekstruderen. Ytelsen til skruen bestemmer produktiviteten, mykningskvaliteten, spredningen av fyllstoffer, smeltetemperaturen, strømforbruket osv. til en ekstruder. Det er den viktigste komponenten i ekstruderen, som direkte kan påvirke applikasjonsområdet og produksjonseffektiviteten til ekstruderen. Rotasjonen av skruen utøver ekstremt trykk på plasten, slik at plasten kan bevege seg, sette under trykk og få litt varme fra friksjon i tønnen. Plasten blandes og plastiseres under bevegelsen i tønnen. Når den viskøse smelten ekstruderes og strømmer gjennom dysen, får den ønsket form og dannes. I likhet med tønnen er også skruen laget av høyfaste, varmebestandige og korrosjonsbestandige legeringer.
Fordi det finnes mange typer plast, er deres egenskaper også forskjellige. Derfor, i faktisk drift, for å tilpasse seg ulike plastbehandlingsbehov, kreves det forskjellige typer skruer, og strukturene er også forskjellige. Slik at plasten kan transporteres, ekstruderes, blandes og plastiseres med størst effektivitet.
De grunnleggende parameterne som representerer egenskapene til skruen inkluderer følgende: diameter, sideforhold, kompresjonsforhold, stigning, spordybde, helixvinkel, klaring mellom skruen og tønnen, etc.
Den vanligste skruediameteren D er ca. 45~150 mm. Etter hvert som skruediameteren øker, øker også prosesseringskapasiteten til ekstruderen tilsvarende, og produktiviteten til ekstruderen er proporsjonal med kvadratet på skruediameteren D. Forholdet mellom den effektive lengden av skruens arbeidsdel og diameteren ( forkortet som sideforhold, uttrykt som L/D) er vanligvis 18~25. En stor L/D kan forbedre temperaturfordelingen av materialet, lette blandingen og plastiseringen av plasten, og redusere lekkasje og tilbakestrømning. Forbedre produksjonskapasiteten til ekstruderen. Skruen med stor L/D har sterk tilpasningsevne og kan brukes til ekstrudering av en rekke plaster; men når L/D er for stor, vil plasten varmes opp i lengre tid og brytes ned. På samme tid, på grunn av økningen i vekten av skruen, vil den frie enden bøye og synke, noe som er lett å forårsake riper mellom tønnen og skruen, og gjøre produksjon og prosessering vanskelig; øke strømforbruket til ekstruderen. For kort skrue vil sannsynligvis føre til dårlig mykning av blandingen.
Halve forskjellen mellom den indre diameteren til tønnen og diameteren på skruen kalles gapet δ, som kan påvirke produksjonskapasiteten til ekstruderen. Når δ øker, reduseres produktiviteten. Det er vanligvis hensiktsmessig å kontrollere δ ved omtrent {{0}},1 til 0,6 mm. Når δ er liten, er skjæreffekten på materialet stor, noe som bidrar til plastisering. Imidlertid, hvis δ er for liten, vil den sterke skjæreffekten sannsynligvis forårsake termomekanisk nedbrytning av materialet, og skruen vil sannsynligvis bli holdt eller gnidd mot tønneveggen. Dessuten, når δ er for liten, er det nesten ingen lekkasje og tilbakestrømning av materialet, noe som påvirker blandingen av smelten til en viss grad.
Helixvinkelen Φ er vinkelen mellom gjengen og skruens tverrsnitt. Når Φ øker, øker produksjonskapasiteten til ekstruderen, men skjæreffekten og ekstruderingskraften på plasten avtar. Vanligvis er spiralvinkelen mellom 10 grader og 30 grader, og endres langs skruens lengderetning. En ekvidistant skrue brukes ofte, og stigningen er lik diameteren. Verdien av Φ er omtrent 17 grader 41′
Jo større kompresjonsforhold, jo større ekstruderingsforhold mottas av plasten. Når skruesporet er grunt, kan det gi en høyere skjærhastighet på plasten, noe som er gunstig for varmeoverføringen mellom tønneveggen og materialet. Jo høyere materialblandings- og mykningseffektivitet, jo lavere produktivitet. Tvert imot, når skruesporet er dypt, er situasjonen akkurat det motsatte. Derfor er skruer med dype skruer egnet for varmefølsomme materialer (som polyvinylklorid); mens grunne skruesporskruer er egnet for plast med lav smelteviskositet og høy termisk stabilitet (som polyamid).
1. Segmentering av skruen
Når materialet beveger seg fremover langs skruen, opplever det endringer i temperatur, trykk, viskositet osv. Denne endringen er forskjellig innenfor hele skruens lengde. I henhold til egenskapene til materialendringene, kan skruen deles inn i en mate (matings) seksjon, en kompresjonsseksjon og en homogeniseringsseksjon.
①, plast og tre stater av plast
Plast er delt inn i to kategorier: herdeplast og termoplast. Etter at herdeplast er dannet og størknet, kan de ikke varmes opp og smeltes. Imidlertid kan produktene som dannes av termoplaster varmes opp og smeltes for å danne andre produkter.
Når temperaturen endres, endres den termoplastiske plasten til tre tilstander: glassaktig tilstand, høyelastisk tilstand og viskøs flyttilstand. Når temperaturen endres gjentatte ganger, endres de tre tilstandene gjentatte ganger.
en. Ulike egenskaper ved polymersmelter i de tre tilstandene:
Glassaktig tilstand - plast fremstår som et stivt fast stoff; den termiske kinetiske energien er liten, den intermolekylære kraften er stor, og deformasjonen er hovedsakelig bidratt av bindingsvinkeldeformasjonen; deformasjonen gjenopprettes umiddelbart etter at den ytre kraften er fjernet, som tilhører generell elastisk deformasjon.
Svært elastisk tilstand - plast fremstår som et gummilignende stoff; deformasjonen er bidratt av strekkingen av den makromolekylære konformasjonen forårsaket av orienteringen av kjedesegmentene, og deformasjonsverdien er stor; deformasjonen kan gjenvinnes etter at den ytre kraften er fjernet, men er tidsavhengig, noe som tilhører høyelastisk deformasjon.
Viskøs flyttilstand - plast fremstår som en svært viskøs smelte; termisk energi stimulerer ytterligere den relative glidebevegelsen til kjedemolekylene; deformasjonen er irreversibel, som tilhører plastisk deformasjon
b. Plastbehandling og plastens tre tilstander:
Plast kan kuttes i glassaktig tilstand. I høyelastisk tilstand kan de strekkes, slik som trådtrekking, rørekstrudering, blåsestøping og termoforming. I den viskøse strømningstilstanden kan den behandles ved belegg, rotasjonsstøping og sprøytestøping.
Når temperaturen er høyere enn den viskøse strømningstilstanden, vil plasten gjennomgå termisk dekomponering, og når temperaturen er lavere enn den glassaktige tilstanden, vil plasten bli sprø. Når plasttemperaturen er høyere enn den viskøse strømningstilstanden eller lavere enn den glassaktige tilstanden, har den termoplastiske plasten en tendens til å forringes og bli alvorlig skadet, så disse to temperaturområdene bør unngås ved bearbeiding eller bruk av plastprodukter.
②, tre-trinns skrue
Plast eksisterer i tre fysiske tilstander i ekstruderen - endringsprosessen av glassaktig tilstand, høy elastisk tilstand og viskøs flyttilstand, og hver tilstand har forskjellige krav til skruestrukturen.
c. For å møte kravene i forskjellige stater, er skruen til ekstruderen vanligvis delt inn i tre seksjoner:
Mateseksjon L1 (også kjent som solid transportseksjon)
Smelteseksjon L2 (kalt kompresjonsseksjon)
Homogeniserende seksjon L3 (kalt måleseksjon)
Dette er det som vanligvis kalles en tre-trinns skrue. Ekstrusjonsprosessen av plast i disse tre seksjonene er forskjellig.
Fôringsseksjonens funksjon er å sende materialet som leveres av beholderen til kompresjonsseksjonen. Plasten forblir generelt i fast tilstand under bevegelsen og smeltes delvis på grunn av varme. Lengden på fôringsseksjonen varierer med type plast, og kan være fra ikke langt fra beholderen til 75 % av skruekoppens totale lengde.
Generelt sett er ekstruderingen av krystallinske polymerer den lengste, etterfulgt av harde amorfe polymerer, og den korteste for myke amorfe polymerer. Siden tilførselsseksjonen ikke nødvendigvis produserer kompresjon, kan volumet av skruesporet forbli uendret. Størrelsen på spiralvinkelen har en større innvirkning på matekapasiteten til denne seksjonen, og påvirker faktisk ekstruderens produktivitet. Vanligvis er spiralvinkelen til pulveriserte materialer omtrent 30 grader, og produktiviteten er høyest. Helixvinkelen til blokkmaterialer bør være ca. 15 grader, og spiralvinkelen for sfæriske materialer bør være ca. 17 grader.