Només la comprensió de les descripcions físiques presentades en aquest capítol pot resultar prou beneficiosa per a molts lectors i ajudar-los a millorar els seus processos i productes.Una extrusora de polímer s'utilitza per fondre un polímer sòlid i lliurar el polímer fos per a diversos processos de conformació o conformació.El cargol és l'únic component de treball de l'extrusora.Tots els altres components (motor, caixa d'engranatges, tremuja, canó i matriu, etc.) només proporcionen el suport necessari perquè el cargol funcioni correctament.A continuació es mostren les funcions generals d'una extrusora.
La funció d'alimentació de transferir el polímer d'alimentació de la tremuja al canal del cargol es produeix fora del cargol, i essencialment no depèn del disseny del cargol.El cargol realitza tres funcions bàsiques: (1) funció de transport sòlid, (2) funció de fusió i (3) funció de mesura o funció de bombament.Les tres funcions del cargol es produeixen simultàniament en la major part de la longitud del cargol i són fortament interdependents.El nom geomètric d'una secció de cargol, com ara la secció d'alimentació, que es mostra al capítol 1;La figura 1.3 no indica necessàriament l'única funció de la secció del cargol.Per exemple, la secció d'alimentació no només realitza la funció de transport sòlid, sinó també funcions de fusió i mesura.El cargol també realitza altres funcions secundàries com ara la mescla distributiva, la mescla dispersiva i el refinat o homogeneïtzació per cisalla.La mescla distributiva fa referència a la reordenació espacial de diferents components, i la mescla dispersiva es refereix a la reducció de la mida dels components tal com es descriu al capítol 2;Apartat 2.6.4.El refinament per cisalla fa referència a l'homogeneïtzació de molècules de polímer per cisalla.Una extrusora d'un sol cargol és una bomba volumètrica contínua sense capacitat de retromescla i sense capacitat de transport positiva.El que entra primer en un cargol, primer surt del cargol.Un polímer, com a sòlid o fos, es mou pel canal del cargol per les forces exercides sobre el polímer pel cargol giratori i el canó estacionari.No hi ha cap mecanisme per transportar positivament el polímer al llarg del canal del cargol cap a la matriu.El cargol giratori agafa el polímer i intenta girar el polímer amb ell.Suposem que el canó s'elimina de l'extrusora o es lubrica perfectament, de manera que no ofereix cap resistència al moviment del polímer.Aleshores, el polímer simplement gira amb el cargol a la mateixa velocitat i no surt res del cargol.El canó estacionari dóna una força de trencament al polímer giratori i fa que el polímer llisqui lleugerament a la superfície del cargol.El polímer encara gira amb el cargol fregant a la superfície del canó, però a una velocitat lleugerament inferior a la del cargol, a causa del lliscament.El lliscament del polímer a la superfície del cargol al llarg del canal del cargol dóna lloc a una velocitat de sortida.Una superfície de cargol lubricada augmenta la velocitat de sortida, però una superfície de canó lubricada redueix perjudicialment la velocitat de sortida.És clarament comprensible per què els cargols comercials estan molt polits i per què es prefereixen els barrils ranurats a la secció d'alimentació.Tot i que moltes pràctiques comercials es van desenvolupar empíricament en lloc de basar-se en anàlisis teòriques, sens dubte estan d'acord amb els conceptes teòrics subjacents.Els mecanismes dins d'una extrusora d'un sol cargol s'estudien examinant les seccions transversals del polímer al llarg del canal del cargol extretes dels "experiments de congelació de cargols".En un experiment de congelació de cargols iniciat per Maddock [1], el cargol s'executa per aconseguir un funcionament en estat estacionari.A continuació, s'atura el cargol i s'aplica refrigeració per aigua al canó (i també al cargol si és possible) per congelar el polímer dins del canal del cargol.El barril s'escalfa de nou per fondre el polímer i el cargol s'expulsa fora del barril a mesura que el polímer comença a fondre a la superfície del barril.A continuació, la tira de polímer solidificat s'elimina del canal del cargol i es talla en molts llocs per examinar les seccions transversals al llarg del canal del cargol.Alguns pellets de colors es barregen a l'alimentació per visualitzar el mecanisme de fusió i el patró de flux.Els pellets de colors conserven la seva forma si es van mantenir sòlids dins del llit sòlid abans que el cargol s'aturi, però s'esquinçaven i es converteixen en vetes dins de la piscina de fosa si es fonien abans que el cargol s'aturi.
Hora de publicació: 16-jun-2019