آب گردان سیلندر و مارپیچ
آب گردان سیلندر و مارپیچ (ماردون)
27 سپتامبر 2021
سخت کاری سیلندر و مارپیچ
سخت کاری سیلندر و مارپیچ (ماردون)
2 اکتبر 2021
توزیع دما در سیلندر و مارپیچ

توزیع دما در سیلندر و مارپیچ

توزیع دما در سیلندر و مارپیچ ؛ در یک اکسترودر توزیعی از دما به وجود می­آید، که گرمای تولیدی در اکسترودر از دو منبع گرمایی تامین می­گردد، منبع اول شامل هیترهای موجود در جداره­ی سیلندر بوده و منبع دوم گرمایی، گرمای حاصل از تنش­های مکانیکی از سوی مارپیچ و سیلندر اکسترودر بر مذاب پلیمری می­باشد. که حتی می­توان گفت درصد بالایی از منبع گرمایی مذاب از سوی تنش مکانیکی وارد بر مذاب حاصل می­گردد. در بخش های مختلف یک اکسترودر، دماهای مختلفی وجود دارد و دما در بخشی که تنش بالاتری بر مذاب وارد می شود مثل میکسینگ، بالاتر می­باشد.

در قسمت ابتدایی اکسترودر برای خوراکدهی بیشتر، دما را با استفاده از آب گردون پایین نگه داشته و در ادامه شروع به افزایش می­کند و برای تکمیل پخت ماده در سیستم، در نقاط انتهایی قالب، سیستم به بیشترین دما در اکسترودر می­رسد.

تنظیم دما در اکسترودر بسیار مهم و کلیدی بوده به این صورت که اگر دمای بخش های مختلف اکسترودر به اندازه­ی کافی بالا نباشد و تنش کافی به مذاب وارد نگردد پودر یا گرانول به طور یکدست تبدیل به مذاب نشده و محصول نهایی دارای خواص مکانیکی نامطلوبی می­گردد در اصطلاح صنعتی می­گویند پخت ماده کامل نشده است. در حالی که اگر دما از یک حدی در اکسترودر بالاتر برود، ماده در سیستم می­سوزد و خواص مکانیکی محصول نهایی از دست می­رود بنابراین کنترل و تنظیم دقیق دما در اکسترودر به شدت مهم و حیاتی بوده، که این موضوع برای پلیمرهای حساس به دما، بیشتر مورد بررسی قرار می­گیرد.

برای مثال در پلیمرهای حساس به دما مانند PVC، برای جلوگیری از سوختن نمونه در اکسترودر، دمای مذاب را در رنج 160 تا 240 درجه­ی سانتیگراد نگه داشته (بسته به ضخامت محصول در این بازه دما تغییر می­کند.) و همچنین از پایدار کننده­هایی برای جلوگیری از سوختن ماده استفاده می­گردد. همچنین اکسترودر به گونه­ای طراحی می­شود که زمان ماند مذاب در اکسترودر کم باشد.

گزینه های مختلفی برای انتخاب مشخصات صحیح دما در دسترس است، از توصیه های تامین کننده مواد اولیه گرفته تا روش های آزمایش و خطا در یک محیط تولید. با استفاده از محصولاتی که قبلاً ساخته شده اند، تجربه یا روش های استاندارد عملکرد مستند (SOP) بهترین شرایط پردازش را تعیین می کنند.

 

توزیع دما در سیلندر و مارپیچ

توزیع دما در سیلندر و مارپیچ

 

رنج احتمالی دمای سیلندر موجود برای کار با اکسترودر تقریباً بی حد و حصر هستند. با این حال ، فقط چند پروفایل دمایی در حالی که شرایط فرایند بهینه باشد، محصول قابل قبولی را تولید می کنند. وقتی کسی بداند که پلیمر در کجا ذوب یا نرم می شود، اختلاط مورد نیاز پس از ذوب شدن و هرگونه تغذیه و تخلیه در پایین دست ، می تواند نقاط تنظیم شده ی دمایی را بر اساس نیاز فرایند برای یک فرمول خاص رزین مشخص نماید.

توزیع دما که با یک محصول خاص و طراحی پیچ بهتر کار می کند به موارد زیر بستگی دارد:

  • نوع رزین
  • ویسکوزیته ی رزین
  • اختلاط
  • میزان جریان ورودی
  • سرعت خروج محصول
  • Venting

دمای مذاب پلیمر یک ویژگی مهم در کنترل فرآیند اکستروژن و بهینه سازی توان تولید است،  در حالی که تخریب رزین را به حداقل می رساند.

قطعه اول سیلندر، به طور معمول با آب خنک می شود و هیچ گرمایشی در آن وجود ندارد. این جریان یکنواخت رزین را فراهم می کند و از ذوب زودرس یا چسبیدن پلیمر به قیف خوراک جلوگیری می کند. همچنین از ذوب زودرس در ناحیه ی اول سیلندر جلوگیری می کند ، دمای سیلندر در منطقه 2 به طور معمول 20-30 درجه فارنهایت (11-17 درجه سانتیگراد) زیر نقطه ذوب پلیمرهای نیمه بلوری یا 125 درجه فارنهایت (70 درجه سانتیگراد) بالاتر از Tg پلیمرهای آمورف تنظیم می شود.

در بخش دوم سیلندر، پلیمر فشرده شده و پیش گرم می شود زیرا به ناحیه سوم سیلندر می رود و  درجه حرارت به تدریج در بخش های  3 و 4 سیلندر به دمای ذوب پلیمر مورد نظر افزایش می یابد. دستورالعمل های دما برای منطقه 3 سیلندر 20 درجه فارنهایت (11 درجه سانتیگراد) زیر دمای ذوب مورد نظر برای رزینهای نیمه بلوری یا آمورف است. دمای ناحیه ی 4 سیلندر  در دمای ذوب مورد نظر تنظیم می گردد. بسته به نوع طراحی پیچ ، رزین به طور معمول در ناحیه ی 4 سیلندر ذوب می شود.

 

توزیع دما در سیلندر و مارپیچ

توزیع دما در سیلندر و مارپیچ

اگر کار بیش از حد در یک سیلندر خاص از طریق مخلوط کردن پراکنده و  یا توزیعی انجام شود ، گرما توسط برش تولید می شود و ممکن است با حذف گرما در آن قسمت سیلندر رزین در نواحی پایین دست سیلندر سرد شود. این به جلوگیری از تخریب رزین کمک می کند. ممکن است در بخش های قبلی سیلندر ، حین و بعد از آن افزودن تغذیه در پایین دست افزایش یابد تا دمای ذوب به حد مطلوب برسد. افزودن ماده سرد (رزین اصلی بعلاوه رزینهای اضافی ، مواد افزودنی ، مواد پرکننده یا تقویت کننده هایی که در پایین دست تغذیه می شوند) میانگین دمای اکستروژن را کاهش می دهد و برای حفظ دمای ذوب مورد نظر نیاز به افزودن گرما است.

بازدیدها: 35

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

فارسی