Как выбрать правильную конфигурацию месильного блока для двухшнековых экструдеров

В областипластиковая экструзияиполимерная композиция, модульный винтовой узел является основным фактором эффективности процесса. Проходит ли сырье просто через барабан или подвергается интенсивному дисперсионно-распределительному перемешиванию, полностью зависит от того, как вы сконфигурируете свои месильные элементы.

Оптимизация конструкции шнекового элемента напрямую влияет на однородность расплава, потребление энергии и качество конечного продукта. Вдвухшнековый экструдерКонфигурация блока перемешивания контролирует баланс между производительностью транспортировки, интенсивностью сдвига и распределением времени пребывания.

В этом руководстве представлены три основных параметра блоков для замеса и подробно описаны пять классических комбинаций элементов-от сверх-слабых до экстремальных сдвига-, которые помогут инженерам-технологам выбрать идеальную конфигурацию для каждого применения компаундирования.

Прежде чем проектировать профиль шнека, инженеры должны понять три основных геометрических параметра, которые определяют элементы замешивания:

1. Чистая прямая конфигурация с малым-углом (сверх-слабый сдвиг/переход плавления

• Типичная планировка:Вперед КБ 45 градусов / 5 дисков (непрерывная последовательность)
• Механика:Благодаря углу наклона 45 градусов эта установка обеспечивает высокую производительность осевой накачки. Давление расплава остается низким, а время пребывания минимальным.
• Основное применение:Переходные зоны раннего плавления или термочувствительные-полимеры.
• Когда использовать:Идеально подходит для обработки полимеров со сверх-высокой-молекулярной-массой,-чувствительных к сдвигу био-пластиков (например, PLA) или чувствительных к теплу-добавок. Он обеспечивает плавную передачу тепла, переводя твердые вещества в полурасплавленное состояние без возникновения локального фрикционного перегрева.

2. Конфигурация с прямой градуировкой (умеренный-слабый сдвиг/стандартная зона плавления)

• Типичная планировка:Вперед KB 30 градусов → Вперед KB 45 градусов → Вперед KB 60 градусов (от толстого к тонкому диску)
• Механика:Увеличение угла наклона постепенно увеличивает сопротивление потоку и уровень заполнения бочки. Переход от толстых дисков к тонким увеличивает частоту разделения осевого потока-.
• Основное применение:Зона первичной плавки общетехнических пластмасс.
• Когда использовать:Стандартныйпроцесс компаундированияустановки для таких товарных смол, как ПП, ПЭ и АБС. Постепенное нарастание сдвига-предотвращает резкие скачки крутящего момента и защищает смолу от термического разрушения.

3. Комбинация нейтральных блоков (умеренная-сильная сдвиговая нагрузка/классическая дисперсия) 

Типичная планировка:Вперед КБ 45 градусов → Вперед КБ 60 градусов → Нейтральный КБ 90 градусов

Механика:Нейтральный месильный блок с углом наклона 90 градусов не имеет эффекта осевой накачки. Расплав полимера должен полностью заполнить винтовые каналы выше по потоку, прежде чем пробиться через нейтральный блок, вызывая высокий радиальный сдвиг и удлинение потока.

Основное применение:Введение наполнителя и общая дисперсия.

Когда использовать:Высокоэффективен для диспергирования неорганических наполнителей, таких как карбонат кальция (CaCO).₃), тальк и диоксид титана (TiO₂). Передние блоки сжимают расплав, а 90-градусный элемент деагломерирует кластеры порошка.

4. Ограничение потока обратного элемента (сильный сдвиг/глубокая дисперсия)

• Типичная планировка:Вперед КБ 45 градусовВперед КБ 60 градусовРеверсивный конвейерный элемент (или реверсивный КБ)
• Механика:Размещение реверсивного элемента ниже по потоку заставляет материал противодействовать прямому потоку, создавая 100 % полное-уплотнение расплава под высоким давлением (плавильную пробку). Полимер должен проходить через узкие зазоры между наконечниками под экстремальным динамическим давлением.
• Основное применение:Контроль деградации волокна, смешивание сплавов и тонкое диспергирование.
• Когда использовать:Необходим для армирования стекловолокном (достижение оптимального распределения длины волокна) и совместимости полимерных сплавов (например, смесей ПК/АБС). Выделение тепла при трении является значительным; Необходимо внимательно следить за скоростью вращения винта и скоростью подачи.

5. Комбинация обратного большого-угла (сверх-сильный сдвиг/экстремальное компаундирование)

• Типичная планировка:Вперед КБ 45 градусовРеверс KB 60 градусов (или последовательный реверс KB 45 градусов)
• Механика:Материал подвергается агрессивному аксиальному обратному-перемешиванию, сильному соскабливанию поверхности и воздействию высоких удельных механических энергий (SME).
• Основное применение:Нано-наполнители и реактивная экструзия.
• Когда использовать:Зарезервировано для трудно-диспергируемых-нано-материалов (например, углеродных нанотрубок, графена) или процессов химической реактивной экструзии (например, прививки полимера или контролируемого разрыва цепи).

Чтобы обеспечить оптимальнуюпроизводительность смешиванияи защитите свое оборудование, соблюдайте следующие правила технологического процесса:

1. Избегайте ограничительных элементов перед вентиляционными зонами:Никогда не устанавливайте прочный блок обратного замеса непосредственно перед вентиляционным отверстием для вакуумной дегазации. Без зоны декомпрессии расплавленный пластик будет подниматься вверх и заливать вентиляционное отверстие.
2. Следуйте профилю интенсивности от «постепенного-до-целенаправленного»:Постепенно увеличивайте интенсивность сдвига от секции подачи к зоне компаундирования. Длительные зоны с высоким-сдвигом неконтролируемо повышают температуру расплава и создают риск термической деградации.
3. Сопоставьте конфигурацию с вязкостью расплава:Полимеры с высокой-вязкостью (например, ПК) требуют большего расстояния между дисками и меньших углов смещения, чтобы избежать срабатывания сигнализации о перегрузке крутящего момента. Смолы с низкой-вязкостью требуют более жестких ограничений для достижения достаточного сдвига заполненного-канала.

Освоение конфигурации шнека требует балансировки поведения потока, вязкости расплава, времени пребывания и механической энергии. В JWELL наши передовыеДвухшнековый экструдер JWELLВ состав этой серии входят модульные винтовые валы и износостойкие-компоненты ствола, отвечающие самым высоким требованиям.полимерная композицияпотребности.

Независимо от того, обрабатываете ли вы маточные смеси с высоким содержанием-наполнителей, конструкционные пластмассы или био-разлагаемые соединения, специалисты по технологиям экструзии JWELL могут адаптировать геометрию шнеков по индивидуальному заказу для вашей производственной линии.