查看: 4134|回复: 6

了解单螺杆挤出机中的熔化

[复制链接]
已绑定手机

1942

主题

22

回帖

5781

积分

超级版主

积分
5781
发表于 2023-2-20 07:45:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
您可以通过“翻转”观察点来更好地观察熔化过程,使机筒看起来围绕固定螺杆顺时针旋转。
多年来,我与许多在挤出方面具有丰富经验的人交谈过,他们不了解单螺杆如何熔化聚合物,或者挤出机驱动器如何提供能量。许多人认为机筒加热器提供了进入聚合物的大部分能量,这让我感到困惑……而且完全错误。

平心而论,由于几何形状的原因,很难用机筒中的螺杆转动来想象熔化。但是如果你翻转观察点——想象一下枪管绕着螺杆转动——你可以更清楚地看到所涉及的力。当我们知道情况恰恰相反时,这与想象太阳绕着地球转没有什么不同。在实际的挤出机中,从驱动端看(或从出料端看是顺时针),螺杆通常逆时针转动,而机筒是静止的。但是,如果我们翻转观察点,使我们“坐在”螺杆上,则机筒似乎在围绕固定螺杆顺时针旋转。
融化是难以想象的。但是,如果您通过想象枪管围绕螺杆转动来“翻转”观察点,您可以更清楚地看到所涉及的力。(插图:J. Frankland)

启动前首先需要对料筒进行加热,以使螺杆充满熔化的聚合物,并获得聚合物粘附在料筒上的表面温度。从那时起,几乎所有进入聚合物的能量都来自相对于机筒转动螺杆所需的能量——或者在我们“翻转”的情况下,机筒相对于螺杆。由于初始加热,聚合物粘在机筒上并被螺杆螺纹的角度向前推动。一旦螺杆开始旋转,聚合物几乎完全被剪切熔化。

“剪切”被定义为施加使物体的一个表面相对于另一个表面变形的力。剪切物体会将热量引入其中。在挤出机中,剪切聚合物的扭曲力需要能量来旋转粘性聚合物层中的螺杆。来自驱动器的旋转能量通过剪切将热量转化为热能,从而将热量转化为聚合物。

一旦螺杆旋转开始,机筒加热器几乎不会对熔化产生任何影响。

剪切速率与旋转速度和物体厚度成正比,在机筒表面附近达到最大值,在螺杆根部达到零,如图1所示。剪切量与物体的粘度成正比剪切过程中不同温度下的聚合物。在螺杆的“压缩部分”使用逐渐减小的通道深度,迫使任何未熔化的聚合物更靠近机筒壁,在那里它获得最大剪切力。

在单螺杆挤出机中熔化
(插图:J. Frankland)

在图2所示的序列1-5中:

1. 螺杆通道充满未熔化的聚合物,离开进料口。

2. 由于机筒加热,机筒壁上形成一层薄薄的熔体膜。

3.薄膜因机筒和螺杆的相对旋转而被剪切。

4. 随着通道深度的减小(压缩部分),该过程在螺杆设计的帮助下进行,这迫使未熔化物向上抵靠机筒,从而使未熔化物的剪切最大化。

5. 通过为该聚合物设计适当的螺杆,所有未熔化物都可以在适当的加工温度下以受控方式转化为熔化物。

即使在达到熔点或软化点后,由于熔体的粘度,剪切仍在继续。单螺杆挤出机中的大部分驱动力用于旋转聚合物中的螺杆。驱动功率的典型分配是 85-90% 用于熔化,其余用于混合、加压和输送。一旦螺杆旋转开始,机筒加热器几乎不会对熔化产生任何影响。事实上,对于许多挤压操作,机筒加热器大部分时间都处于冷却模式。
已绑定手机

0

主题

85

回帖

85

积分

注册会员

积分
85
发表于 2023-2-20 07:47:03 | 显示全部楼层
帮你顶下哈!!
已绑定手机

0

主题

10

回帖

10

积分

新手上路

积分
10
发表于 2023-2-20 08:04:07 | 显示全部楼层
相当不错,感谢无私分享精神!
已绑定手机

0

主题

83

回帖

85

积分

注册会员

积分
85
发表于 2023-2-20 08:20:21 | 显示全部楼层
学习了,谢谢分享、、、
已绑定手机

0

主题

5

回帖

7

积分

新手上路

积分
7
发表于 2023-2-20 08:21:52 | 显示全部楼层
不错不错,楼主您辛苦了。。。
已绑定手机

0

主题

96

回帖

98

积分

注册会员

积分
98
发表于 2023-2-20 08:22:25 | 显示全部楼层
我是来刷分的,嘿嘿
已绑定手机

0

主题

58

回帖

59

积分

注册会员

积分
59
发表于 2023-2-20 08:35:55 | 显示全部楼层
沙发!沙发!

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表