Otimizando o controle de temperatura para dobrar a eficiência do processo de extrusão de parafuso duplo

Tecnologia Co. de Ningbo Fangli, Ltd.é umfabricante de equipamentos mecânicoscom mais de 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”.

A extrusão de dupla rosca é um dos principais processos no processamento de polímeros. O seu funcionamento estável e a qualidade do produto final dependem fortemente do controle preciso do processo, sendo o controle da temperatura o seu núcleo.

Devido à complexidade dos modelos de equipamentos, configurações de parafusos e diversidade de materiais, os parâmetros ideais do processo são frequentemente derivados de experimentação de longo prazo e experiência acumulada. A seguir é apresentada uma breve introdução a vários fatores importantes relacionados à temperatura no processo de extrusão de dupla rosca.

01  Temperatura do Processo de Extrusão

Muitos fatores devem ser considerados ao projetar a temperatura do processo de extrusão. A principal consideração é o ponto de fusão mais alto entre os componentes do material. Por exemplo, em um masterbatch de polipropileno, o suporte de polipropileno tem o ponto de fusão mais alto a 170°C, portanto as temperaturas do processo para cada zona são definidas em torno de 170°C. Claro, isto pode variar dependendo do método de aquecimento; as temperaturas diferem entre o aquecimento por resistência e o aquecimento por indução eletromagnética, sendo este último normalmente mais baixo.

Em segundo lugar, a temperatura do processo está relacionada ao tamanho do equipamento e à velocidade de produção. Uma produção mais alta requer mais calor para amolecer e derreter o material, necessitando de uma temperatura de processo mais alta. A temperatura também é projetada segmentadamente com base nas necessidades de transporte e cisalhamento. A temperatura mais alta reduz a viscosidade do material e a força de cisalhamento, enquanto a temperatura mais baixa aumenta a viscosidade e a força de cisalhamento. Os ajustes na temperatura do processo também devem considerar outras propriedades físicas do material, como a viscosidade.

02  Temperatura da Garganta de Alimentação

A chave para definir a temperatura da garganta de alimentação é evitar que o material grude na rosca, o que prejudicaria a alimentação normal. Para permitir que o material derreta mais cedo para dispersão por cisalhamento, a temperatura da garganta de alimentação deve estar o mais próxima possível do ponto de fusão do transportador, sem causar aderência. Em algumas formulações, os aditivos de baixo ponto de fusão estão presentes em quantidades muito pequenas. Mesmo que derretam, eles não afetam significativamente o transporte geral do material, portanto seu impacto na temperatura do processo é mínimo.

No entanto, algumas formulações contêm muitos materiais de baixo peso molecular. Temperaturas ligeiramente elevadas, combinadas com o calor transferido das zonas de aquecimento a jusante através da rosca, podem fazer com que esses materiais derretam prematuramente na garganta de alimentação, levando à adesão do material e falha na alimentação. Portanto, durante o aquecimento pré-arranque, a zona de alimentação deve ser mantida a uma temperatura baixa. Pode ser necessário ativar o resfriamento para manter essa temperatura baixa. Caso contrário, poderão ocorrer deslizamentos do parafuso e problemas de alimentação após a inicialização. Para evitar anormalidades na inicialização, muitas vezes é melhor definir inicialmente as temperaturas de maneira convencional e depois diminuir a temperatura da zona de alimentação após a inicialização.

03  Temperatura da porta de ventilação

A temperatura da porta de ventilação geralmente precisa ser reduzida de forma adequada. Teoricamente, para evitar que o material fundido flua facilmente e cause sangramento no respiradouro, as temperaturas da zona antes e depois do respiradouro devem ser ajustadas. Este ajuste garante que o material flua facilmente para frente, mas tenha dificuldade de fluir para cima e para fora da porta de ventilação. Entretanto, sob condições de fluxo rápido e estável, boa dispersão e baixa pressão de fusão, ajustes especiais na temperatura da porta de ventilação podem não ser necessários. Consequentemente, muitos operadores não prestam muita atenção a este parâmetro.

04  Temperatura da seção de mistura

A seção de mistura é uma área crítica na produção de masterbatch de rosca dupla. Seu controle de temperatura está relacionado aos requisitos de força de cisalhamento. Sua função principal é a dispersão de pigmentos por cisalhamento, e a força de cisalhamento está intimamente ligada à temperatura: temperatura excessivamente alta reduz a viscosidade do fundido e a força de cisalhamento. A temperatura apropriadamente mais baixa aumenta a viscosidade, resultando em melhor dispersão de cisalhamento. A magnitude da força de cisalhamento muitas vezes afeta diretamente a corrente principal do motor. Portanto, operadores experientes ajustam a temperatura do processo nesta zona com base nas alterações na corrente do motor principal.

05  Morrer CabeçaTemperatura

Projeto de temperatura da cabeça de matriz: À medida que o fundido entra na cabeça de matriz e está prestes a ser extrudado para pelotização (seja por pelotização de fio, anel de água ou pelotização subaquática), a temperatura geralmente precisa ser reduzida de forma adequada. Os testes podem determinar a temperatura do extrusado, observando sua diferença em relação à temperatura de fusão dentro do barril. Além disso, se equipado com um trocador de tela em tempo real, a duração e o sucesso do processo de troca de tela estão frequentemente relacionados à viscosidade e à taxa de fluxo de fusão, que podem ser gerenciados ajustando a temperatura da cabeça da matriz.

Outros fatores que influenciam além da temperatura

06  Controle de velocidade do alimentador

O controle da velocidade do alimentador afeta diretamente a produção. Durante a produção estável, a taxa de extrusão é igual à taxa de alimentação. Alterar a velocidade do alimentador altera a saída e afeta simultaneamente o processo. Aumentar a velocidade do alimentador adiciona mais material à rosca, diminuindo efetivamente a temperatura do processo; inversamente, diminuir a velocidade do alimentador aumenta efetivamente a temperatura do processo. Mudanças na velocidade do alimentador também afetam a qualidade da dispersão do produto. Portanto, os ajustes na velocidade do alimentador devem ser considerados de forma holística, visando tanto um processo de produção de masterbatch estável quanto garantindo a qualidade do produto final.

07  Velocidade do parafuso principal

A velocidade principal do parafuso é a velocidade de rotação dos parafusos. Com velocidade de alimentação constante, uma mudança na velocidade da rosca principal afeta apenas momentaneamente a taxa de extrusão antes que ela retorne gradualmente ao normal. O papel fundamental da velocidade da rosca reside na dispersão do cisalhamento, que é outro fator crítico para controlar a qualidade do produto. Isso requer coordenação entre temperatura e taxa de cisalhamento. Alguns produtos requerem alto cisalhamento, necessitando de velocidades de rosca mais altas. Outros exigem baixo cisalhamento, exigindo velocidades mais baixas – é claro que alcançar baixo cisalhamento também pode envolver ajustes na temperatura do processo. Toda máquina possui um limite máximo de velocidade, que deve ser respeitado com uma margem de segurança adequada.

08  Pressão de fusão

A pressão de fusão é geralmente mantida abaixo de 1 MPa. Está relacionado ao tamanho da malha do pacote de telas, à eficácia da dispersão do pigmento, à temperatura de fusão e à viscosidade. Malha de tela menor, menor dispersão de pigmento e menor viscosidade de fusão levam a maior pressão; inversamente, a pressão é menor. A pressão de fusão é um reflexo abrangente de múltiplos fatores; evite julgamentos simplistas ou arbitrários baseados apenas nele. Contudo, pode servir como referência útil para ajustar o processo e monitorar o estado de dispersão do produto.

09  Configuração e substituição do pacote de telas

Os pacotes de telas desempenham funções como filtração e aumento do cisalhamento, causando refluxo do fundido. Eles devem ser configurados e substituídos razoavelmente de acordo com os requisitos específicos do produto e da qualidade.

10  Foco Ambiental paraExtrusoras de parafuso duplo

As principais preocupações ambientais para extrusoras de rosca dupla são: primeiro, poeira na garganta de alimentação; segundo, gases provenientes das portas de ventilação e da cabeça de rosca; e terceiro, tratamento de água de resfriamento. Esforços devem ser feitos para capturá-los, filtrá-los e coletá-los de forma abrangente para descarte adequado.

Em resumo, a temperatura é a variável central que percorre todo o processo de extrusão de rosca dupla. Ele está fortemente acoplado a parâmetros como taxa de alimentação, velocidade da rosca e pressão, determinando coletivamente a fusão, o transporte, a dispersão, a ventilação e a modelagem final do material. Um processo de extrusão estável e de alta qualidade depende do controle preciso e holístico do sistema de temperatura.

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