Анализ механизма пластификации в различных зонах двухшнекового экструдера для изделий из ПВХ

Нинбо Фанли Технолоджи Лтд.этопроизводитель механического оборудованияс более чем 30-летним опытом работыоборудование для экструзии пластиковых труб, новое оборудование для защиты окружающей среды и новых материалов. С момента своего создания Fangli разрабатывалась с учетом требований пользователей. Благодаря постоянному совершенствованию, независимым исследованиям и разработкам в области основных технологий, а также освоению и освоению передовых технологий и других средств, мы разработалиЛиния экструзии труб ПВХ, Линия экструзии труб PP-R, Линия экструзии полиэтиленовых труб для водоснабжения и газоснабжения, который был рекомендован Министерством строительства Китая для замены импортной продукции. Мы получили титул «Первоклассный бренд в провинции Чжэцзян».

На основе процесса пластификации ПВХ-материала вдвухшнековый экструдерШнек разделен на три зоны: зону транспортировки твердого вещества, зону плавления и зону транспортировки (экструзии) расплава.

I. Механизм пластификациим в зоне транспортировки твердых материалов

В бочке зона, где твердый полимер (ПВХ) и его добавки текут, предварительно нагревается и уплотняется, определяется как зона транспортировки твердого вещества. Во-первых, подача твердых полимерных частиц из бункера в бочку достигается самотеком. Когда шнек вращается, частицы транспортируются к головке, в то время как частицы непрерывно движутся в бункере. В зоне транспортировки твердых частиц (зона цилиндра C1) макромолекулы, небольшие молекулы и другие частицы внутри материала ПВХ постепенно нагреваются. В то же время сдвиг от винта и трение между частицами также увеличивают тепло частиц, позволяя им полностью контактировать, диффундировать и проникать в уплотненное состояние.

В этой зоне за счет изменения шага шнека, ширины полета и т. д. частицы ПВХ-материала плотно уплотняются, образуя сплошной слой или сплошную пробку, скользящую по винтовому каналу. Движение твердой заглушки зависит от трения между поверхностью ствола и твердой заглушкой, тогда как трение между винтом и твердой заглушкой препятствует ее движению. Таким образом, внутри цилиндра частицы ПВХ-материала не продвигаются равномерно в одном направлении, а вместо этого кувыркаются, скользят, вращаются вместе с шнеком и периодически образуют мостик. Они накапливаются за «мостом», который затем ломается, и процесс непрерывно повторяется с экструзией ПВХ-материала и потоком материала внутри бункера.

В этой зоне о хорошем качестве экструзии и пластификации ПВХ свидетельствует переход ПВХ из стеклообразного состояния в высокоэластическое состояние. С точки зрения структуры агрегатного состояния, в нем от 50% до 60% частиц ПВХ-смолы распадаются на первичные частицы, при этом поверхности различных частиц добавок полностью контактируют и диффундируют с этими первичными частицами.

Стоит отметить, что для стабильной работы высота твердого материала в бункере всегда должна быть выше определенного критического значения. Выше этого критического значения изменения высоты материала не повлияют на производительность экструдера. Однако если высота материала падает ниже критического значения, это становится существенным фактором нестабильности. Изменение высоты твердого материала вызывает изменение давления внизу, что может изменить условия работы экструдера и привести к ухудшению качества экструзии и пластификации ПВХ.

II. Механизм пластификации в зоне плавления.

В цилиндре область, где сосуществуют твердый полимер и расплав, определяется как зона плавления или зона фазового перехода. Эта зона соответствует зонам нагрева C2 и C3. Зона плавления является важной частью экструдера. Такие параметры, как настройки температуры (зона цилиндра C2, зона C3, сердцевина шнека), скорость шнека, зазор между шнеками и зазор между шнеком и цилиндром, существенно влияют на качество экструзии ПВХ. Когда материал ПВХ достигает зоны плавления, из-за изменения шага шнека, ширины шнека и т. д. частицы ПВХ плотно уплотняются и уже создают значительное давление. Это давление в сочетании с размягчающим действием окружающей тепловой среды превращает уплотненные частицы в плотный «твердый слой». Этот твердый слой представляет собой смешанное состояние, состоящее частично из ПВХ в высокоэластичном состоянии, частично в стеклообразном состоянии и небольшое количество в вязкотекучем состоянии. Твердая кровать принимает форму винтового винтового канала и скользит внутри него. Благодаря этому относительному движению внутри пленки расплава между твердым слоем и поверхностью цилиндра создается распределение скоростей. В результате расплав в пленке начинает стекать в сторону толкающего полета. Когда он сталкивается с полетом, он «соскребает» расплав со ствола, собирая его в ванне расплава в задней части канала перед толкающим полетом. По мере движения твердого слоя по каналу в ванну расплава попадает все больше и больше расплава. Таким образом, размер ванны расплава увеличивается, а размер твердого слоя уменьшается. Твердый слой постепенно разрушается и выносится вперед в вязкотекучем состоянии.

В этой зоне о хорошем качестве экструзии и пластификации ПВХ свидетельствует переход ПВХ из высокоэластичного состояния в вязкотекучее. С точки зрения структуры агрегатного состояния, 60-70% первичных частиц ПВХ распадаются на частицы первого порядка, а различные молекулы добавок контактируют с частицами ПВХ первого порядка, образуя физические и химические связи.

К факторам, улучшающим качество экструзии и пластификации ПВХ в зоне плавления, относятся:

(1) Увеличение скорости шнека;

(2) Повышение заданной температуры ствола в зоне плавления;

(3) Соответствующий зазор между винтом и цилиндром.

Для конкретной рецептуры производства ПВХ-профиля должен быть оптимальный набор температур ствола для зоны плавления.

III. Механизм пластификации в зоне транспортировки расплава

В цилиндре область, где твердый полимер полностью превращается в расплав и расплав принудительно подается к фильерной головке, определяется как зона транспортировки расплава (зона нагрева цилиндра C4). В этой зоне расплавленные макромолекулы далее реагируют и гомогенизируются с различными добавками под действием сдвига. Поскольку вязкая жидкость ПВХ непрерывно и количественно экструдируется, формируется давление расплава, обеспечивающее компактность конечного сформированного изделия из ПВХ. В этой зоне о хорошем качестве экструзии и пластификации ПВХ свидетельствует сохранение вязкотекучего состояния макромолекул ПВХ. С точки зрения структуры агрегатного состояния, это кристаллическая структура, состоящая из частиц ПВХ первого порядка и небольшого количества первичных частиц. Эти оставшиеся первичные частицы могут повысить прочность и ударную вязкость конечного материала. Когда материал, содержащий такие кристаллы, экструдируется и охлаждается, первичные частицы могут препятствовать движению частиц первого порядка под действием внешней силы, что приводит к увеличению прочности. Кроме того, благодаря большой площади поверхности первичные частицы могут поглощать часть энергии удара при ударе, что повышает прочность.

Если вам нужна дополнительная информация,Нинбо Фанли Технолоджи Лтд.приветствует вас для получения подробного запроса, мы предоставим вам профессиональное техническое руководство или предложения по закупке оборудования.