Ainuüksi selles peatükis esitatud füüsiliste kirjelduste mõistmine võib osutuda paljudele lugejatele piisavalt kasulikuks ning aidata neil oma protsesse ja tooteid täiustada.Polümeerekstruuderit kasutatakse tahke polümeeri sulatamiseks ja sulapolümeeri tarnimiseks mitmesugusteks vormimis- või vormimisprotsessideks.Kruvi on ekstruuderi ainus töötav komponent.Kõik muud komponendid (mootor, käigukast, punker, tünn ja stants jne) pakuvad ainult kruvi nõuetekohaseks toimimiseks vajalikku tuge.Ekstruuderi üldised funktsioonid on kujutatud allpool.
Toitepolümeeri punkrist kruvikanalisse viimise funktsioon toimub väljaspool kruvi ja see ei sõltu sisuliselt kruvi konstruktsioonist.Kruvi täidab kolme põhifunktsiooni: (1) tahke aine transportimise funktsioon, (2) sulatusfunktsioon ja (3) doseerimis- või pumpamisfunktsioon.Kolm kruvifunktsiooni esinevad samaaegselt suurema osa kruvi pikkusest ja need on üksteisest tugevalt sõltuvad.1. peatükis näidatud kruvisektsiooni geomeetriline nimetus, näiteks etteandeosa;Joonis 1.3 ei näita tingimata kruviosa ainsat funktsiooni.Näiteks ei täida etteandeosa mitte ainult tahkete transpordifunktsioonide, vaid ka sulatus- ja doseerimisfunktsioone.Kruvi täidab ka muid sekundaarseid funktsioone, nagu jaotav segamine, dispergeeriv segamine ja nihkega rafineerimine või homogeniseerimine.Jaotav segamine viitab erinevate komponentide ruumilisele ümberpaigutamisele ja dispergeeriv segamine komponentide suuruse vähendamisele, nagu on kirjeldatud 2. peatükis;Punkt 2.6.4.Nihkerafineerimine viitab polümeeri molekulide homogeniseerimisele lõikamise teel.Ühe kruviga ekstruuder on pidev mahuline pump, millel pole tagasisegamise võimalust ja positiivset ülekandevõimet.Mis läheb enne kruvi sisse, tuleb kõigepealt kruvist välja.Tahke või sulatatud polümeer liigub mööda kruvikanalit allapoole pöörleva kruvi ja statsionaarse silindri poolt polümeerile mõjuvate jõudude toimel.Puudub mehhanism polümeeri positiivseks toimetamiseks piki kruvikanalit matriitsi poole.Pöörlev kruvi haarab polümeeri ja püüab sellega polümeeri pöörata.Oletame, et tünn on ekstruuderist eemaldatud või ideaalselt määritud, nii et see ei takista polümeeri liikumist.Siis polümeer lihtsalt pöörleb koos kruviga sama kiirusega ja kruvist ei tule midagi välja.Statsionaarne silinder annab pöörlevale polümeerile murdejõu ja paneb polümeeri kruvi pinnal kergelt libisema.Polümeer pöörleb endiselt koos kruvi hõõrumisega silindri pinnale, kuid libisemise tõttu veidi väiksema kiirusega kui kruvi.Polümeeri libisemine kruvi pinnale piki kruvikanalit põhjustab väljundkiiruse.Määritud kruvipind suurendab väljundvõimsust, kuid määritud tünni pind vähendab väljundkiirust kahjulikult.On selgelt arusaadav, miks kaubanduslikud kruvid on tugevalt poleeritud ja miks eelistatakse etteandeosas soontega tünnid.Kuigi paljud kaubandustavad töötati välja pigem empiiriliselt kui teoreetiliste analüüside põhjal, nõustuvad need kindlasti ka nende aluseks olevate teoreetiliste kontseptsioonidega.Ühe kruviga ekstruuderi sees olevaid mehhanisme uuritakse, uurides polümeeri ristlõikeid piki kruvikanalit, mis on võetud kruvide külmutamise katsetest.Maddocki [1] algatatud kruvide külmutamise katses käivitatakse kruvi, et saavutada püsiseisundi töö.Seejärel kruvi peatatakse ja silindrile (ja võimalusel ka kruvile) rakendatakse vesijahutust, et külmutada polümeer kruvikanalis.Tünni kuumutatakse uuesti, et polümeer sulaks, ja kruvi surutakse tünnist välja, kui polümeer hakkab tünni pinnal sulama.Seejärel eemaldatakse tahkunud polümeerriba kruvikanalist ja lõigatakse paljudest kohtadest läbi, et uurida ristlõike piki kruvikanalit.Sulamismehhanismi ja voolumustri visualiseerimiseks segatakse söödas mõned värvilised graanulid.Värvilised graanulid säilitavad oma kuju, kui need jäid tahke kihi sees enne kruvi seiskumist tahkeks, kuid need nihkusid ja muutuvad sulatise sees triipudeks, kui need sulasid enne kruvi peatumist.
Postitusaeg: 16. juuni 2019