Optimización del control de temperatura para duplicar la eficiencia del proceso de extrusión de doble tornillo

Ningbo Fangli Tecnología Co., Ltd.es unfabricante de equipos mecánicoscon más de 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".

La extrusión de doble tornillo es uno de los procesos clave en el procesamiento de polímeros. Su funcionamiento estable y la calidad del producto final dependen en gran medida de un control preciso del proceso, siendo el control de la temperatura su núcleo.

Debido a la complejidad de los modelos de equipos, las configuraciones de tornillos y la diversidad de materiales, los parámetros óptimos del proceso a menudo se derivan de experimentación a largo plazo y experiencia acumulada. A continuación se proporciona una breve introducción a varios factores clave relacionados con la temperatura en el proceso de extrusión de doble tornillo.

01  Temperatura del proceso de extrusión

Se deben considerar muchos factores al diseñar la temperatura del proceso de extrusión. La consideración principal es el punto de fusión más alto entre los componentes del material. Por ejemplo, en un masterbatch de polipropileno, el portador de polipropileno tiene el punto de fusión más alto a 170 °C, por lo que las temperaturas del proceso para cada zona se establecen alrededor de 170 °C. Por supuesto, esto puede variar según el método de calentamiento; Las temperaturas difieren entre el calentamiento por resistencia y el calentamiento por inducción electromagnética, siendo este último típicamente más bajo.

En segundo lugar, la temperatura del proceso está relacionada con el tamaño del equipo y la velocidad de producción. Un mayor rendimiento requiere más calor para ablandar y fundir el material, lo que requiere una temperatura de proceso más alta. La temperatura también se diseña segmentariamente en función de las necesidades de transporte y corte. Una temperatura más alta reduce la viscosidad del material y la fuerza de corte, mientras que una temperatura más baja aumenta la viscosidad y la fuerza de corte. Los ajustes a la temperatura del proceso también deben considerar otras propiedades físicas del material, como la viscosidad.

02 Temperatura de la garganta de alimentación

La clave para ajustar la temperatura de la garganta de alimentación es evitar que el material se adhiera al tornillo, lo que dificultaría la alimentación normal. Para permitir que el material se derrita temprano para la dispersión por cizallamiento, la temperatura de la garganta de alimentación debe estar lo más cerca posible del punto de fusión del portador sin causar adherencia. En algunas formulaciones, los aditivos de bajo punto de fusión están presentes en cantidades muy pequeñas. Incluso si se funden, no afectan significativamente el transporte general del material, por lo que su impacto en la temperatura del proceso es mínimo.

Sin embargo, algunas formulaciones contienen muchos materiales de bajo peso molecular. Las temperaturas ligeramente elevadas, combinadas con el calor transferido desde las zonas de calentamiento posteriores a través del tornillo, pueden hacer que estos materiales se derritan prematuramente en la garganta de alimentación, lo que provoca la adhesión del material y fallas en la alimentación. Por lo tanto, durante el calentamiento previo al arranque, la zona de alimentación debe mantenerse a baja temperatura. Es posible que sea necesario activar el enfriamiento para mantener esta temperatura baja. De lo contrario, pueden ocurrir problemas de alimentación y deslizamiento del tornillo después del inicio. Para evitar anomalías en el arranque, a menudo es mejor establecer inicialmente las temperaturas de manera convencional y luego bajar la temperatura de la zona de alimentación después del arranque.

03  Temperatura del puerto de ventilación

Por lo general, es necesario reducir adecuadamente la temperatura del puerto de ventilación. En teoría, para evitar que el derretimiento fluya fácilmente y provoque un sangrado de ventilación, se deben ajustar las temperaturas de la zona anterior y posterior a la ventilación. Este ajuste garantiza que el material fluya hacia adelante fácilmente pero tenga dificultades para fluir hacia arriba y fuera del puerto de ventilación. Sin embargo, en condiciones de flujo rápido y estable, buena dispersión y baja presión de fusión, es posible que no sean necesarios ajustes especiales en la temperatura del puerto de ventilación. En consecuencia, muchos operadores no prestan mucha atención a este parámetro.

04  Temperatura de la sección de mezcla

La sección de mezcla es un área crítica en la producción de masterbatch de doble tornillo. Su control de temperatura está relacionado con los requisitos de fuerza cortante. Su función clave es la dispersión de los pigmentos, y la fuerza de corte está estrechamente ligada a la temperatura: una temperatura excesivamente alta reduce la viscosidad de la masa fundida y la fuerza de corte. Una temperatura apropiadamente más baja aumenta la viscosidad, lo que resulta en una mejor dispersión por cizallamiento. La magnitud de la fuerza cortante a menudo afecta directamente a la corriente del motor principal. Por lo tanto, los operadores experimentados ajustan la temperatura del proceso en esta zona en función de los cambios en la corriente del motor principal.

05  Cabezal de troquelTemperatura

Diseño de temperatura del cabezal de matriz: cuando la masa fundida ingresa al cabezal de matriz y está a punto de ser extruida para su peletización (ya sea mediante peletización de hebras, anillo de agua o peletización bajo el agua), generalmente es necesario reducir adecuadamente la temperatura. Las pruebas pueden determinar la temperatura del extruido, observando su diferencia con la temperatura de fusión dentro del barril. Además, si está equipado con un cambiador de malla sobre la marcha, la duración y el éxito del proceso de cambio de malla a menudo están relacionados con la viscosidad y el índice de flujo de fusión, que se pueden controlar ajustando la temperatura del cabezal del troquel.

Otros factores que influyen más allá de la temperatura

06  Control de velocidad del alimentador

El control de la velocidad del alimentador afecta directamente la producción. Durante la producción estable, la tasa de extrusión es igual a la tasa de alimentación. Cambiar la velocidad del alimentador cambia la salida y simultáneamente afecta el proceso. Al aumentar la velocidad del alimentador se agrega más material al tornillo, lo que reduce efectivamente la temperatura del proceso; por el contrario, disminuir la velocidad del alimentador aumenta efectivamente la temperatura del proceso. Los cambios en la velocidad del alimentador también afectan la calidad de la dispersión del producto. Por lo tanto, los ajustes a la velocidad del alimentador deben considerarse de manera integral, con el objetivo de lograr un proceso de producción de masterbatch estable y garantizar la calidad del producto final.

07  Velocidad del tornillo principal

La velocidad del tornillo principal es la velocidad de rotación de los tornillos. Con una velocidad de alimentación constante, un cambio en la velocidad del tornillo principal afecta solo momentáneamente la velocidad de extrusión antes de que vuelva gradualmente a la normalidad. El papel clave de la velocidad del tornillo reside en la dispersión del cizallamiento, que es otro factor crítico para controlar la calidad del producto. Esto requiere coordinación entre la temperatura y la velocidad de corte. Algunos productos requieren un alto cizallamiento, lo que requiere velocidades de tornillo más altas. Otros requieren un cizallamiento bajo, es decir, velocidades más bajas; por supuesto, lograr un cizallamiento bajo también puede implicar ajustes en la temperatura del proceso. Toda máquina tiene un límite máximo de velocidad, que debe respetarse con un margen de seguridad adecuado.

08  Presión de fusión

La presión de fusión generalmente se mantiene por debajo de 1 MPa. Está relacionado con el tamaño de malla del paquete de criba, la eficacia de la dispersión del pigmento, la temperatura de fusión y la viscosidad. Una malla de criba más pequeña, una dispersión de pigmentos más pobre y una viscosidad de fusión más baja conducen a una presión más alta; por el contrario, la presión es menor. La presión de fusión es un reflejo integral de múltiples factores; evitar juicios simplistas o arbitrarios basados ​​únicamente en él. Sin embargo, puede servir como referencia útil para ajustar el proceso y monitorear el estado de dispersión del producto.

09  Configuración y reemplazo del paquete de pantalla

Los paquetes de malla cumplen funciones tales como filtración y aumento del cizallamiento al provocar un reflujo del material fundido. Deben configurarse y reemplazarse razonablemente de acuerdo con los requisitos de calidad y del producto específico.

10  Enfoque ambiental paraExtrusoras de doble tornillo

Las principales preocupaciones medioambientales de las extrusoras de doble tornillo son: primero, el polvo en la garganta de alimentación; segundo, gases de los puertos de ventilación y del cabezal de troquel; y tercero, tratamiento del agua de refrigeración. Se deben hacer esfuerzos para capturarlos, filtrarlos y recolectarlos de manera integral para su eliminación adecuada.

En resumen, la temperatura es la variable central que recorre todo el proceso de extrusión de doble tornillo. Está estrechamente relacionado con parámetros como la velocidad de alimentación, la velocidad del tornillo y la presión, determinando colectivamente la fusión, el transporte, la dispersión, la ventilación y la conformación final del material. Un proceso de extrusión estable y de alta calidad depende de un control preciso e integral del sistema de temperatura.

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