Как выбор геометрии шнека влияет на плавление, смешивание и транспортировку материалов в процессе экструзии?

Выбор геометрии шнека оказывает существенное влияние на плавление, смешивание и транспортировку материалов в процессе экструзии. Вот как:

Плавление. Геометрия шнека глубоко влияет на процесс плавления, определяя время пребывания материала в цилиндре экструдера и эффективность теплопередачи. Более длинный шнек с увеличенным соотношением длины к диаметру позволяет более продолжительно подвергать материал воздействию нагревательных элементов, способствуя всестороннему плавлению. Такое увеличенное время пребывания особенно полезно для термопластов с высокими температурами плавления или плохой теплопроводностью. Специализированные конструкции шнеков, такие как барьерные шнеки, стратегически создают барьеры или прерывания на пути потока, эффективно продлевая воздействие тепла на материал. Эти перерывы создают зоны повышенного давления и сдвига, способствуя более тщательному плавлению за счет разрушения полимерных агломератов и повышения эффективности теплопередачи.

Смешивание. Геометрия шнека способствует достижению однородного смешивания материалов в процессе экструзии. Включение в конструкцию шнека различных смесительных элементов, таких как смесительные секции, смесительные блоки или распределительные смесительные элементы, улучшает смешивание добавок, красителей или нескольких полимерных компонентов. Эти элементы нарушают поток материала, вызывая хаотическое движение и облегчая межмолекулярные взаимодействия. Расположение, размер и конфигурация этих элементов определяют достигаемую степень смешивания. Например, большее количество блоков для замешивания увеличивает интенсивность смешивания за счет приложения к материалу дополнительных сил сдвига и удлинения, способствуя диспергированию и равномерному распределению добавок или наполнителей.

Транспортировка: геометрия шнека напрямую влияет на эффективность транспортировки экструдера, влияя на объем материала, транспортируемого в единицу времени, и на повышение давления вдоль шнека. Винтовые скребки шнека действуют как конвейер, продвигая материал из секции подачи к матрице. Глубина, шаг и форма этих скребков играют решающую роль в определении эффективности транспортировки. Большая глубина полета позволяет транспортировать больший объем материала за один оборот, а больший шаг приводит к более быстрому потоку материала. Однако оптимизация этих параметров требует тщательного рассмотрения, чтобы предотвратить чрезмерный сдвиг или деградацию материала. Степень сжатия шнека, которая представляет собой отношение глубины зоны подачи к глубине зоны дозирования, влияет на эффективность транспортировки. Более высокая степень сжатия увеличивает нарастание давления вдоль шнека, способствуя транспортировке материала, но также влияя на процессы плавления и смешивания.

Конический двухшнековый