Seis princípios básicos de extrusão plástica

Tecnologia Co. de Ningbo Fangli, Ltd.é umfabricante de equipamentos mecânicoscom quase 30 anos de experiênciaequipamento de extrusão de tubos de plástico, nova proteção ambiental e novos equipamentos de materiais. Desde a sua criação, o Fangli foi desenvolvido com base nas demandas do usuário. Através da melhoria contínua, P&D independente na tecnologia principal e digestão e absorção de tecnologia avançada e outros meios, desenvolvemosLinha de extrusão de tubo de PVC, Linha de extrusão de tubo PP-R, Abastecimento de água PE / linha de extrusão de tubo de gás, que foi recomendado pelo Ministério da Construção Chinês para substituir produtos importados. Ganhamos o título de “Marca de primeira classe na província de Zhejiang”.

Quando o fundido entra na seção de transição e na matriz, o aquecimento por cisalhamento diminui significativamente, porque o fundido começou a fazer a transição de um fluxo espiralado de velocidade variável para um fluxo linear de velocidade uniforme quando atinge a seção de transição. Quando o fundido atinge o molde ao longo do caminho de fluxo definido pela seção de transição, ele também consome algum calor. Para garantir que o fundido se mova uniformemente ao longo da ranhura em cauda de andorinha do molde, é necessário adicionar calor adequado. Portanto, a temperatura do molde é ajustada um pouco mais alta, por isso é chamada de “Zona de Manutenção de Temperatura”.

Depois que o plástico é alimentado noextrusorabarril da tremonha, ele é forçado para a cabeça de roscar pelas hélices do parafuso com a rotação do parafuso. Devido à resistência da tela do filtro, da placa divisora ​​e da matriz ema cabeça da matriz, e a redução gradual do volume (profundidade do canal) entre as hélices do parafuso, o material que avança fica sob grande pressão e, ao mesmo tempo, é aquecido pela fonte de calor do cano; Além disso, quando o plástico é submetido a compressão, cisalhamento, agitação e outras forças em movimento, o atrito entre o plástico e o cilindro, o parafuso e o atrito entre as moléculas de plástico gerarão muito calor. Como resultado, a temperatura do plástico no barril continua aumentando, e seu estado físico muda gradualmente do estado vítreo para o estado de alta elasticidade e, finalmente, torna-se o estado de fluxo viscoso, atingindo a plastificação total. Como o parafuso gira de forma constante, o material plastificado é extrudado da boca da matriz a uma pressão e taxa constantes e se torna um produto plástico com um determinado formato. Após resfriamento e modelagem, a moldagem por extrusão é concluída. O componente principal para realizar o processo acima é o parafuso, e o processo de extrusão ao longo do parafuso pode ser dividido nas seguintes zonas funcionais:

Primeiro: Alimentação

Depois que o plástico de alimentação é adicionado à tremonha, ele entra no canal da rosca (o espaço entre as hélices) contando com seu próprio peso ou sob a ação do alimentador forçado, e é extrudado para frente transportado pelas hélices rotativas da hélice. No entanto, se o coeficiente de atrito entre o material e a tremonha de metal for muito grande, ou o coeficiente de atrito interno entre os materiais for muito grande, ou o ângulo do cone da tremonha for muito pequeno, o fenômeno de ponte e tubo oco se formará gradualmente na tremonha, o material não entrará suavemente na ranhura do parafuso e a extrusão será forçada a parar ou extremamente instável. Portanto, se a produtividade da extrusão for reduzida anormalmente ou não descarregar, é necessário verificar a situação de alimentação, ou mesmo alterar o desenho da moega.

Segundo: Transporte

Em teoria, depois que o plástico entra na ranhura do parafuso, toda vez que o parafuso gira, todo o plástico será transportado para frente por um passo. Neste momento, chamamos a eficiência de transporte de 1. No entanto, para cada parafuso, o volume de transporte direto depende, na verdade, do fator de atrito fb do plástico para o cilindro e do fator de atrito fs do plástico para o parafuso. Quanto maior fb ou menor fs, mais plástico sólido será transportado para frente. Um grande número de experimentos mostra que o coeficiente de atrito entre a resina e o metal depende principalmente da temperatura do sistema, da rugosidade da superfície do metal ou da estrutura e forma do sistema, bem como da pressão do sistema e da velocidade do movimento do material.

Terceiro: compressão

No processo de extrusão é absolutamente necessário que os plásticos sejam comprimidos. Em primeiro lugar, o plástico é um mau condutor de calor. Se existirem lacunas entre as partículas, a sua transferência de calor será diretamente afetada, afetando assim a taxa de fusão; Em segundo lugar, o gás entre as partículas será descarregado da tremonha somente quando a pressão aumentar gradativamente ao longo do comprimento da rosca, caso contrário, os produtos ficarão defeituosos ou serão resíduos devido às bolhas geradas em seu interior; Finalmente, a alta pressão do sistema também garante que os produtos sejam relativamente densos.

2. Elementos de resistência, como placa divisora, tela de filtro e cabeça, são instalados na frente da cabeça do parafuso;

1. A profundidade do canal decrescente (da tremonha até a ponta) na estrutura, e o material é gradualmente comprimido;

2. Elementos de resistência, como placa divisora, tela de filtro e cabeça, são instalados na frente da cabeça do parafuso;

3.É a pressão acumulada ao longo de todo o comprimento do parafuso, causada pelo atrito entre os materiais e o metal. Quanto menor for a área da seção da matriz do cabeçote, maior será o valor do pico de pressão e o ponto de pressão mais alto se moverá em direção ao cabeçote. De modo geral, o valor do pico de pressão está na frente da seção de medição ou na parte traseira da seção de compressão.

Quarto: Derretimento

Quando a pressão aumenta, o plástico sólido em movimento entra em contato e esfrega constantemente com a parede aquecida do cilindro. A temperatura do material plástico próximo à parede do cano aumenta continuamente. Após atingir o ponto de fusão, uma fina película fundida se forma na parede interna do barril. Depois disso, a fonte de calor da fusão do plástico sólido vem de dois aspectos: um é a condução de calor do aquecedor externo do barril, o outro é o calor de cisalhamento (devido à dissipação viscosa) gerado devido às diferentes velocidades de movimento de cada camada do fundido no filme fundido, ou seja, a dissipação de calor viscoso na reologia.

Com o progresso da fusão, quando a espessura do filme fundido for maior que a lacuna entre o parafuso e o cilindro, o parafuso móvel raspará o filme fundido e formará uma poça de fusão antes do avanço do parafuso. No processo de fusão, a poça de fusão fica cada vez mais larga, e a largura do sólido restante fica cada vez mais estreita, até que finalmente desaparece completamente. Esta é a famosa teoria do derretimento de Tadmor, que marcou época, publicada por Tadmor em 1967.

Quinto: Mistura

No processo de extrusão mista, os materiais sólidos são geralmente compactados em tampões sólidos densos sob alta pressão. Como não há movimento relativo entre as partículas nos tampões sólidos, a mistura só pode ser realizada entre camadas de massa fundida com movimento relativo.

De modo geral, os seguintes fenômenos de mistura ocorrem no fundido, especialmente na seção de transporte do fundido: Primeiro, cada componente do sistema de material é uniformemente disperso e distribuído, o que se refere à resina e vários aditivos. A segunda é a homogeneização térmica. Isso ocorre porque no processo de extrusão, o material que derrete primeiro tem a temperatura mais alta e o material que derrete depois tem a temperatura mais baixa. A temperatura da interface entre o sólido e o fundido é apenas o ponto de fusão do plástico. Se o material fundido for extrudado prematuramente da matriz, inevitavelmente causará extrusão irregular em todos os lugares, o que pode causar diferença de cor e deformação, ou até mesmo causar rachaduras no produto. Além disso, considerando que o próprio plástico possui uma certa distribuição de peso molecular (MWD), a mistura pode fazer com que a peça com maior peso molecular relativo se disperse uniformemente no fundido. Ao mesmo tempo, sob a ação da força de cisalhamento, a parte com maior peso molecular relativo pode ser reduzida devido à cisão da cadeia, o que reduz a possibilidade de partículas não fundidas (géis) e heterogeneidades nos produtos. Obviamente, para garantir a mistura uniforme dos produtos, é necessário garantir que a seção de transporte do fundido (a última seção) da rosca tenha comprimento suficiente. Portanto, a seção de transporte de material fundido da rosca também é chamada de seção de homogeneização. Ao mesmo tempo, ao calcular a saída da extrusora, o volume da ranhura do parafuso na última seção de profundidade constante do parafuso é tomado como base para o cálculo, e a seção de transporte de material fundido do parafuso também é chamada de seção de medição.

Sexto: Ventilação

Durante o processo de extrusão, existem três tipos de gases a serem descarregados. Um deles é o ar misturado entre os pellets ou pó de polímero. Contanto que a velocidade da rosca não seja muito alta, de modo geral, esta parte do gás pode ser descarregada da tremonha sob pressão crescente. Mas quando a velocidade de rotação é muito alta, o material avança muito rápido e o gás pode não ser descarregado completamente a tempo, formando bolhas no produto. O segundo gás é a água absorvida pelo material do ar, que se transforma em vapor quando aquecido. Para aqueles plásticos com pouca absorção de umidade, como PVC, PS, PE, PP, etc., geralmente não há problema. Estas pequenas quantidades de vapor de água também podem ser descarregadas da tremonha ao mesmo tempo; Porém, para alguns plásticos de engenharia como PA, PSU, ABS, PC, etc., devido à sua grande absorção de umidade e muito vapor d'água, é tarde demais para descarregá-los da tremonha, o que forma bolhas nos produtos. O terceiro são alguns materiais dentro das partículas plásticas, como voláteis de baixo peso molecular (LMWV), plastificantes de baixo ponto de fusão, etc., que são gradualmente vaporizados sob o calor gerado durante o processo de extrusão. Somente quando o plástico é derretido, somente superando a tensão superficial do fundido esses gases podem escapar, mas neste momento eles estão longe da tremonha, portanto não podem ser descarregados pela tremonha. Neste caso, uma ventilaçãoextrusoratem que ser usado.

Portanto, qualquer parafuso deve completar as seis funções básicas acima: alimentação, transporte, compressão, fusão, mistura e exaustão. Obviamente, a alimentação e o transporte afetam a produção da extrusora, enquanto a compressão, a fusão, a mistura e a exaustão afetam diretamente a qualidade dos produtos extrusados. A chamada qualidade aqui se refere não apenas ao fato de a fusão estar completa, mas também a se os produtos são comprimidos de forma compacta, se a mistura é uniforme e se não há bolhas nos produtos. Esta é a qualidade da plastificação.

Se você precisar de mais informações,Tecnologia Co. de Ningbo Fangli, Ltd.convida você a entrar em contato para uma consulta detalhada, forneceremos orientação técnica profissional ou sugestões de aquisição de equipamentos.