Numai înțelegerea descrierilor fizice prezentate în acest capitol se poate dovedi a fi suficient de benefică pentru mulți cititori și îi poate ajuta să-și îmbunătățească procesele și produsele.Un extruder polimeric este utilizat pentru a topi un polimer solid și pentru a furniza polimerul topit pentru diferite procese de formare sau modelare.Șurubul este singura componentă de lucru a extruderului.Toate celelalte componente (motor, cutie de viteze, buncăr, cilindru și matriță etc.) oferă doar suportul necesar pentru ca șurubul să funcționeze corect.Funcțiile generale ale unui extruder sunt descrise mai jos.
Funcția de alimentare de transfer a polimerului de alimentare din buncăr în canalul șurubului are loc în afara șurubului și, în esență, nu depinde de designul șurubului.Șurubul îndeplinește trei funcții de bază: (1) funcție de transport solid, (2) funcție de topire și (3) funcție de dozare sau funcție de pompare.Cele trei funcții ale șurubului apar simultan pe cea mai mare parte a lungimii șurubului și sunt puternic interdependente.Denumirea geometrică a unei secțiuni de șurub, cum ar fi secțiunea de alimentare, prezentată în Capitolul 1;Fig. 1.3, nu indică neapărat singura funcție a secțiunii șurubului.De exemplu, secțiunea de alimentare nu îndeplinește doar funcția de transport solid, ci și funcțiile de topire și dozare.Șurubul îndeplinește și alte funcții secundare, cum ar fi amestecarea distributivă, amestecarea dispersivă și rafinarea prin forfecare sau omogenizarea.Amestecarea distributivă se referă la rearanjarea spațială a diferitelor componente, iar amestecarea dispersivă se referă la reducerea dimensiunilor componentelor așa cum este descris în Capitolul 2;Secțiunea 2.6.4.Rafinarea prin forfecare se referă la omogenizarea moleculelor de polimer prin forfecare.Un extruder cu un singur șurub este o pompă volumetrică continuă fără capacitate de amestecare inversă și fără capacitate de transport pozitivă.Ceea ce intră mai întâi într-un șurub, iese mai întâi din șurub.Un polimer, ca solid sau topit, se deplasează în jos pe canalul șurubului de forțele exercitate asupra polimerului de șurubul rotativ și cilindrul staționar.Nu există niciun mecanism pentru a transporta pozitiv polimerul de-a lungul canalului șurubului către matriță.Șurubul rotativ apucă polimerul și încearcă să rotească polimerul cu acesta.Să presupunem că cilindrul este scos din extruder sau este perfect lubrifiat, astfel încât să nu ofere rezistență la mișcarea polimerului.Apoi polimerul se rotește pur și simplu cu șurubul la aceeași viteză și nu iese nimic din șurub.Butoiul staționar conferă o forță de rupere polimerului rotativ și face ca polimerul să alunece ușor pe suprafața șurubului.Polimerul se rotește în continuare cu șurubul frecând suprafața cilindrului, dar cu o viteză puțin mai mică decât șurubul, din cauza alunecării.Alunecarea polimerului pe suprafața șurubului de-a lungul canalului șurubului are ca rezultat o rată de ieșire.O suprafață de șurub lubrifiată crește rata de ieșire, dar o suprafață de cilindr lubrifiată reduce în detriment rata de ieșire.Este clar de înțeles de ce șuruburile comerciale sunt foarte lustruite și de ce sunt preferate butoaiele canelate în secțiunea de alimentare.Deși multe practici comerciale au fost dezvoltate mai degrabă empiric decât bazate pe analize teoretice, ele sunt cu siguranță de acord cu conceptele teoretice care stau la baza.Mecanismele din interiorul unui extruder cu un singur șurub sunt studiate prin examinarea secțiunilor transversale a polimerului de-a lungul canalului șurubului luate din „experimentele de înghețare a șurubului”.Într-un experiment de înghețare a șurubului inițiat de Maddock [1], șurubul este rulat pentru a obține o funcționare la starea de echilibru.Apoi, șurubul este oprit și se aplică răcirea cu apă pe butoi (și, de asemenea, pe șurub, dacă este posibil) pentru a îngheța polimerul în interiorul canalului șurubului.Butoiul este încălzit din nou pentru a topi polimerul, iar șurubul este împins afară din butoi pe măsură ce polimerul începe să se topească pe suprafața butoiului.Apoi, banda de polimer solidificat este îndepărtată din canalul șurubului și tăiată în multe locuri pentru a examina secțiunile transversale de-a lungul canalului șurubului.Unele pelete colorate sunt amestecate în furaj pentru a vizualiza mecanismul de topire și modelul de curgere.Peletele colorate își păstrează forma dacă au rămas solide în interiorul patului solid înainte de oprirea șurubului, dar s-au tăiat și devin dungi în interiorul bazinului de topire dacă au fost topite înainte de oprirea șurubului.
Ora postării: 16-jun-2019