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  • 平行雙螺桿擠出機螺桿的調節及效應

    來源:舟山東元塑料機械有限公司日期:2021-09-06

    前言

         隨著生物降解材料市場需求的不斷擴大,產品的質量要求越來越高,從而對生物降解材料加工工藝的要求也越來越高。

         其中擠出成型是生物降解材料加工領域中塑化效果好、適應性強、生產效率高、可連續化生產的用途最廣泛的加工方法。而螺桿組合是影響雙螺桿擠出效果的關鍵因素。

         雙螺桿擠出機在造粒的過程中以塑化為主,兼具混合、分散功能,螺桿組合是實現上述功能的重要因素。需兼顧到主輔料性狀、加料順序與位置、排氣口位置、負壓大小及機筒各區段溫度設置等等。

         同時,由于混料的對象十分龐雜,對每一個特定的混料過程都有合理進行螺桿組合的問題,顯然這種組合也是多種多樣的,目前的組合設計主要依靠經驗的積累。

         盡管如此,雙螺桿擠出機的螺桿組合還是有其基本規律可循的,下文針對生物降解材料的普遍性應用,按如下3個方面進行詳細闡述及實操舉例說明:

    1、螺桿的科普

    2、控溫的重要性

    3、螺桿調節關鍵點







    一、螺桿的科普



    01

    雙螺桿擠出機的科普

    雙螺桿擠出機分為以下幾個系統部分:

    1、喂料系統:包含料斗、攪拌電機、喂料電機??深A防物料堆積,便于其順利進入進料口。

    2、外加熱系統:主要使用加熱棒和筒體對物料進行高效增熱,促進塑化作用。

    3、冷卻系統:使用導熱油或水組成的換熱系統降低機身熱量,從而達到有效控制筒體溫度的作用。

    4、液壓換網系統:使用可更換的過濾網攔截雜質,提高塑化程度,保證產出物料的質量的均一性和穩定性。

    5、真空系統:抽出物料中的水分和其他低分子的揮發物。

    6、電控系統:負責監視和控制主輔料系統的相關設備。

    7、螺桿系統:擠出機最重要的組成部分,可分為輸送段、熔融段(排氣口)、塑化段(真空口)、排料段。

          螺桿系統主要完成物料的塑化及輸送過程,對制出成品的性能質量影響非常大。對于不同型號和不同廠家設備的螺桿參數設置不同,需要重點關注。

          下文將針對螺桿系統進行詳細闡述說明。


    02

    螺桿的分段

         平行雙螺桿擠出機的螺桿系統一般分為4段:輸送段、熔融段(排氣口)、塑化段(真空口)、排料段。

         1、輸送段:作用為輸送物料,防止回料。

         2、熔融段:此段通過熱傳導和摩擦剪切,使物料充分熔融混合。

          3、化段:使物料各成分進一步熔融混合,具分布性與分散性混合功能。

         4、排料段:輸送和增壓,形成一定壓力,使物料更緊密,同時進一步混合,達到擠出造粒的目的。


    03

    輸送元件

         1、類型分為:

            (1)大導程

            (2)小導程

         2、導程使用效果:導程越多,則螺桿擠出量增加,物料停留時間越短,物料混合能力越弱。

         3、小導程的通常使用方法:組合上逐漸減小,用于輸送段、熔融段、塑化段,起到增壓,提高熔融;提高混合物的均化程度及輸送量的穩定性。

         4、調節參考第三部分《螺桿調節關鍵點》。



    輸送元件

    04

    剪切元件 

         1、方向分類:有正向和反向。正向,促進物料流動及實現其功能;反向,也稱為反旋,對物料的輸送有回流作用,延長物料停留時間,增強塑化能力,提高混料效果。

         2、角度分類:一般有著30°、45 °、60 °、90 °之分。

         3、作用與效果: 正向時,增大交錯角,降低輸送能力,延長停留時間,提高塑化程度。針對分散而言,角度越大效果越明顯;分散混合一般在角度45°時最好,其次是30°,最差是60°。

         4、頭數的作用效果:

             (1)正向時,頭數越少,擠出輸送能力越大,扭矩越大,混合效果也越優,但剪切作用越少;

             (2)反向時,頭數越少,擠出輸送能力越小,混合效果越優。

         5、調節參考第三部分《螺桿調節關鍵點》。



    剪切元件






    二、控溫的重要性



          生物降解材料只有在與之相匹配的特定溫度范圍內,才能最大限度地保持材料的物理性能。雙螺桿擠出機必須在上述溫度范圍內工作,因此溫度的有效控制對產品質量的穩定是非常重要的。

          若溫度的過度波動,或者因為配方體系中的潤滑劑用量不恰當,會導致某一區的溫度持續升高,并直接影響到雙螺桿擠出機的使用效果,同時造成產出成品的物理性能不穩定。

          例如:塑化過度,會造成物料的諸如斷裂伸長率和抗張力等物理性能下降,并影響制品的光澤度。

          溫度的控制與螺桿參數的調節效果有著極大的相關性。

    圖片


    各區控溫






    三、螺桿調節關鍵點



            

          本節列出了螺桿參數及其相關影響部件之間的相互關系,并提供調節螺桿參考。


    01

    塑化關鍵點

         









    總結:

    為了加強塑化能力,我們可以從以下幾個方面去調整:



    以上可以行單項調整,

    也同時多個項目組合調整。

    注:上表所有的總結是基于其他因素恒定條件下的單因素影響效果。





    02

    舉例說明

         目的:一臺已經調整好的擠出設備上,基于增加產量的目的需要進行設備調整。

          調整思路:

    1、在固定配方的前下,增加產量可以采用提高主機轉速的方式;

    2、根據主機轉速作用表可知,提高主機轉速會導致塑化能力減弱,故需要對其它參數進行調整;

    3、因此可對以下參數進行調整以達到目的:


    4、可根據實際情況調整單個參數或組合參數

    5、不建議對外潤滑劑用量進行調整,因為會導致成熟配方發生不可控的變化。





    以上是針對生產生物降解材料中比較常見的平行雙螺桿擠出機的螺桿調節建議,謝您的關注!

         




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