Seis principios básicos de la extrusión de plástico

Ningbo Fangli Tecnología Co., Ltd.es unfabricante de equipos mecánicoscon casi 30 años de experiencia enequipo de extrusión de tubos de plástico, Nuevos equipos de protección del medio ambiente y nuevos materiales.. Desde su creación, Fangli se ha desarrollado en función de las demandas de los usuarios. A través de la mejora continua, I+D independiente sobre la tecnología central y la digestión y absorción de tecnología avanzada y otros medios, hemos desarrolladoLínea de extrusión de tubos de PVC, Línea de extrusión de tubos PP-R, Línea de extrusión de tuberías de suministro de agua/gas de PE, que fue recomendado por el Ministerio de Construcción de China para reemplazar productos importados. Hemos obtenido el título de "Marca de primera clase en la provincia de Zhejiang".

Cuando la masa fundida ingresa a la sección de transición y a la matriz, el calentamiento por cizallamiento disminuye significativamente, porque la masa fundida ha comenzado a pasar de un flujo en espiral de velocidad variable a un flujo lineal de velocidad uniforme cuando llega a la sección de transición. Cuando la masa fundida llega al molde a lo largo del recorrido de flujo definido por la sección de transición, también consume algo de calor. Para garantizar que la masa fundida se mueva uniformemente a lo largo de la ranura de cola de milano del molde, es necesario agregar el calor adecuado. Por lo tanto, la temperatura del molde se establece ligeramente más alta, por lo que se denomina "Zona de mantenimiento de temperatura".

Después de que el plástico se introduce en elextrusorabarril de la tolva, es empujado hacia el cabezal del troquel por las paletas del tornillo con la rotación del tornillo. Debido a la resistencia de la pantalla del filtro, la placa divisora ​​y el troquel enel cabezal de troquel, y la reducción gradual del volumen (profundidad del canal) entre los tramos del tornillo, el material que avanza está bajo una gran presión y, al mismo tiempo, es calentado por la fuente de calor del cañón; Además, cuando el plástico se somete a compresión, cizallamiento, agitación y otras fuerzas en movimiento, la fricción entre el plástico y el cilindro, el tornillo y la fricción entre las moléculas de plástico generarán mucho calor. Como resultado, la temperatura del plástico en el barril sigue aumentando y su estado físico cambia gradualmente del estado vítreo al estado de alta elasticidad y finalmente pasa al estado de flujo viscoso, alcanzando la plastificación total. A medida que el tornillo ha estado girando de manera constante, el material plastificado se extruye desde la boca del cabezal de la matriz a una presión y velocidad constantes, y se convierte en un producto plástico con una forma determinada. Después de enfriar y dar forma, se completa el moldeo por extrusión. El componente central para realizar el proceso anterior es el tornillo, y el proceso de extrusión a lo largo del tornillo se puede dividir en las siguientes zonas funcionales:

Primero: alimentación

En términos generales, se producen los siguientes fenómenos de mezcla en la masa fundida, especialmente en la sección de transporte de la masa fundida: Primero, cada componente del sistema de material se dispersa y distribuye uniformemente, lo que se refiere a la resina y diversos aditivos. El segundo es la homogeneización térmica. Esto se debe a que en el proceso de extrusión, el material que se funde primero tiene la temperatura más alta y el material que se funde después tiene la temperatura más baja. La temperatura de la interfaz entre el sólido y la masa fundida es simplemente el punto de fusión del plástico. Si el material fundido se extruye del troquel prematuramente, inevitablemente provocará una extrusión desigual en todas partes, lo que puede provocar diferencias de color y deformaciones, o incluso provocar grietas en el producto. Además, considerando que el plástico en sí tiene una cierta distribución de peso molecular (MWD), la mezcla puede hacer que la pieza con mayor peso molecular relativo se disperse uniformemente en la masa fundida. Al mismo tiempo, bajo la acción de la fuerza de corte, la pieza con mayor peso molecular relativo puede reducirse debido a la escisión de la cadena, lo que reduce la posibilidad de que se formen partículas no fundidas (geles) y faltas de homogeneidad en los productos. Obviamente, para garantizar una mezcla uniforme de productos, es necesario garantizar que la sección de transporte de la masa fundida (la última sección) del tornillo tenga una longitud suficiente. Por lo tanto, la sección de transporte del material fundido del tornillo también se denomina sección de homogeneización. Al mismo tiempo, al calcular la producción de la extrusora, se toma como base para el cálculo el volumen de la ranura del tornillo en la última sección de profundidad constante del tornillo, y la sección de transporte de material fundido del tornillo también se denomina sección de medición.

Segundo: transmitir

En teoría, después de que el plástico ingresa a la ranura del tornillo, cada vez que el tornillo gira, todo el plástico será transportado hacia adelante por un cable. En este momento, llamamos a la eficiencia de transporte 1. Sin embargo, para cada tornillo, el volumen de transporte hacia adelante en realidad depende del factor de fricción fb del plástico al barril y del factor de fricción fs del plástico al tornillo. Cuanto más grande fb o más pequeño fs, más plástico sólido será transportado hacia adelante. Una gran cantidad de experimentos muestran que el coeficiente de fricción entre la resina y el metal depende principalmente de la temperatura del sistema, la rugosidad de la superficie del metal o la estructura y forma del sistema, así como de la presión del sistema y la velocidad del movimiento del material.

Tercero: compresión

En el proceso de extrusión es absolutamente necesario comprimir el plástico. En primer lugar, el plástico es un mal conductor del calor. Si existen espacios entre las partículas, su transferencia de calor se verá directamente afectada, afectando así la velocidad de fusión; En segundo lugar, el gas entre las partículas se descargará de la tolva solo cuando la presión aumente gradualmente a lo largo del tornillo; de lo contrario, los productos se volverán defectuosos o desechados debido a las burbujas generadas en el interior; Finalmente, la alta presión del sistema también asegura que los productos sean relativamente densos.

, e

1.La estructura disminuye la profundidad del canal (desde la tolva hasta la punta) y el material se comprime gradualmente;

2. Los elementos de resistencia como la placa divisoria, la pantalla de filtro y el cabezal se instalan delante de la cabeza del tornillo;

3.Es la presión acumulada a lo largo de toda la longitud del tornillo causada por la fricción entre los materiales y el metal. Cuanto menor sea el área de la sección del cabezal, mayor será el valor máximo de presión y el punto de presión más alto se moverá hacia el cabezal. En términos generales, el valor máximo de presión se encuentra en la parte delantera de la sección de medición o en la parte trasera de la sección de compresión.

Cuarto: derretirse

Cuando la presión aumenta, el plástico sólido en movimiento entra en contacto y frota constantemente con la pared del barril calentada. La temperatura del material plástico cerca de la pared del cilindro aumenta continuamente. Después de alcanzar el punto de fusión, se forma una fina película fundida en la pared interior del cilindro. Después de eso, la fuente de calor de la fusión del plástico sólido proviene de dos aspectos: uno es la conducción de calor del calentador externo del barril y el otro es el calor cortante (debido a la disipación viscosa) generado debido a la diferente velocidad de movimiento de cada capa de la masa fundida en la película fundida, es decir, la disipación de calor viscosa en reología.

Con el progreso de la fusión, cuando el espesor de la película fundida es mayor que el espacio entre el tornillo y el cilindro, el tornillo móvil raspará la película fundida y formará un charco de fusión antes del avance del tornillo. En el proceso de fusión, el baño de fusión se hace cada vez más ancho, y el ancho del sólido restante se hace cada vez más estrecho, hasta que finalmente desaparece por completo. Esta es la famosa teoría de la fusión de Tadmor, publicada por Tadmor en 1967.

Quinto: Mezclar

En el proceso de extrusión mixta, los materiales sólidos generalmente se compactan en densos tapones sólidos bajo alta presión. Dado que no hay movimiento relativo entre las partículas en los tapones sólidos, la mezcla sólo se puede realizar entre capas de masa fundida con movimiento relativo.

En términos generales, se producen los siguientes fenómenos de mezcla en la masa fundida, especialmente en la sección de transporte de la masa fundida: Primero, cada componente del sistema de material se dispersa y distribuye uniformemente, lo que se refiere a la resina y diversos aditivos. El segundo es la homogeneización térmica. Esto se debe a que en el proceso de extrusión, el material que se funde primero tiene la temperatura más alta y el material que se funde después tiene la temperatura más baja. La temperatura de la interfaz entre el sólido y la masa fundida es simplemente el punto de fusión del plástico. Si el material fundido se extruye del troquel prematuramente, inevitablemente provocará una extrusión desigual en todas partes, lo que puede provocar diferencias de color y deformaciones, o incluso provocar grietas en el producto. Además, considerando que el plástico en sí tiene una cierta distribución de peso molecular (MWD), la mezcla puede hacer que la pieza con mayor peso molecular relativo se disperse uniformemente en la masa fundida. Al mismo tiempo, bajo la acción de la fuerza de corte, la pieza con mayor peso molecular relativo puede reducirse debido a la escisión de la cadena, lo que reduce la posibilidad de que se formen partículas no fundidas (geles) y faltas de homogeneidad en los productos. Obviamente, para garantizar una mezcla uniforme de productos, es necesario garantizar que la sección de transporte de la masa fundida (la última sección) del tornillo tenga una longitud suficiente. Por lo tanto, la sección de transporte del material fundido del tornillo también se denomina sección de homogeneización. Al mismo tiempo, al calcular la producción de la extrusora, se toma como base para el cálculo el volumen de la ranura del tornillo en la última sección de profundidad constante del tornillo, y la sección de transporte de material fundido del tornillo también se denomina sección de medición.

Sexto: Ventilación

Durante el proceso de extrusión, se deben descargar tres tipos de gases. Uno es el aire mezclado entre los gránulos o el polvo de polímero. Siempre que la velocidad del tornillo no sea demasiado alta, en términos generales, esta parte del gas se puede descargar de la tolva bajo una presión que aumenta gradualmente. Pero cuando la velocidad de rotación es demasiado alta, el material avanza demasiado rápido y es posible que el gas no se descargue completamente a tiempo, formando así burbujas en el producto. El segundo gas es el agua absorbida por el material del aire, que se convierte en vapor cuando se calienta. Para aquellos plásticos con poca absorción de humedad, como PVC, PS, PE, PP, etc., generalmente no hay problema. Estas pequeñas cantidades de vapor de agua también pueden descargarse de la tolva al mismo tiempo; Sin embargo, para algunos plásticos de ingeniería como PA, PSU, ABS, PC, etc., debido a su gran absorción de humedad y demasiado vapor de agua, es demasiado tarde para descargarlos de la tolva, lo que forma burbujas en los productos. El tercero son algunos materiales dentro de las partículas de plástico, como volátiles de bajo peso molecular (LMWV), plastificantes de bajo punto de fusión, etc., que se vaporizan gradualmente bajo el calor generado durante el proceso de extrusión. Sólo cuando el plástico se funde, sólo superando la tensión superficial del fundido pueden escapar estos gases, pero en este momento están lejos de la tolva, por lo que no se pueden descargar a través de la tolva. En este caso, una ventilaciónextrusoratiene que ser usado.

Por lo tanto, cualquier tornillo debe completar las seis funciones básicas anteriores: alimentación, transporte, compresión, fusión, mezcla y escape. Obviamente, la alimentación y el transporte afectan la salida de la extrusora, mientras que la compresión, la fusión, la mezcla y el escape afectan directamente la calidad de los productos extruidos. La llamada calidad aquí no sólo se refiere a si la fusión es completa, sino también a si los productos están comprimidos de manera compacta, si la mezcla es uniforme y si no hay burbujas en los productos. Ésta es la cualidad plastificante.

Si necesitas más información,Ningbo Fangli Tecnología Co., Ltd.Le invitamos a contactarnos para realizar una consulta detallada. Le brindaremos orientación técnica profesional o sugerencias para la adquisición de equipos.