چگونه طراحی بشکه پیچ دوقلو موازی به بهبود اختلاط و همگن سازی مواد در طول فرآیند اکستروژن کمک می کند؟

طراحی بشکه پیچ دوقلو موازی نقش مهمی در افزایش اختلاط و همگن سازی در طول فرآیند اکستروژن از طریق چندین مکانیسم کلیدی دارد:

پیچ های درهم تنیده: طراحی بشکه های پیچ دوقلو موازی، تماس سطحی بین مواد و پیچ ها را به حداکثر می رساند. پیچ‌ها با تلورانس‌های دقیق طراحی شده‌اند تا از نزدیکی اطمینان حاصل کنند و یک مسیر هزارتویی برای جریان مواد ایجاد کنند. این چیدمان پیچیده منجر به تجزیه و اختلاط گسترده مواد می شود. همانطور که ماده در داخل بشکه پیشرفت می کند، چرخه های مکرر فشرده سازی، ازدیاد طول و برش را تجربه می کند که منجر به پراکندگی کامل مواد افزودنی، تجزیه آگلومراها و ترکیب اجزا می شود. پیچ‌های درهم تنیده به‌عنوان میکسرهای دینامیکی عمل می‌کنند و به طور مداوم مواد را در طول بشکه برای دستیابی به همگنی بهینه توزیع می‌کنند.

عمق و پیکربندی کانال: هندسه کانال‌های پیچ به‌طور دقیق متناسب با خواص رئولوژیکی خاص مواد در حال پردازش است. عمق، عرض و گام کانال ها برای ارتقاء حمل و نقل و اختلاط مواد کارآمد بهینه شده است. عناصر مختلف اختلاط مانند بلوک های خمیر، عناصر اختلاط توزیعی، و عناصر معکوس به طور استراتژیک در امتداد پروازهای پیچ قرار گرفته اند تا تلاطم و برش اضافی ایجاد کنند. این آشفتگی کنترل‌شده، اختلاط ماکروسکوپی و در سطح مولکولی را تسهیل می‌کند و توزیع یکنواخت افزودنی‌ها و اصلاح‌کننده‌ها را در سراسر ماتریس پلیمری تضمین می‌کند.

نیروهای برشی و خمیری: بشکه پیچ دوقلو موازی، نیروهای برشی و ورز دهنده شدید را از طریق عملکرد هماهنگ پیچ‌های بهم پیوسته و عناصر اختلاط ایجاد می‌کند. نیروهای برشی از سرعت های دیفرانسیل بین پروازهای مارپیچ مجاور بوجود می آیند و باعث می شوند که لایه های مواد بر روی یکدیگر بلغزند و دچار تغییر شکل شدید شوند. این عمل برشی، آگلومراها را تجزیه می کند، مواد افزودنی را پراکنده می کند و تراز مولکولی را ارتقا می دهد. از سوی دیگر، نیروهای ورز دادن ناشی از به هم پیوستن عناصر پیچ است که مواد را در حین عبور از بشکه فشرده، کشیده و تا می کند. این اقدامات ورز دادن، اختلاط دقیق اجزا را تسهیل می‌کند و منجر به یک مذاب همگن با خواص یکنواخت و افزایش عملکرد می‌شود.

کنترل دما: کنترل دقیق دما برای بهینه سازی جریان مواد و اطمینان از شرایط پردازش سازگار ضروری است. بشکه پیچ دوقلو موازی مجهز به چندین ناحیه گرمایش و سرمایش است که هر کدام به طور مستقل برای حفظ مشخصات دمایی مورد نظر کنترل می شوند. عناصر گرمایش تعبیه شده در دیواره‌های بشکه دمای مواد را تا محدوده پردازش مورد نیاز بالا می‌برند و سیالیت مذاب را افزایش می‌دهند و راندمان اختلاط را افزایش می‌دهند. برعکس، کانال های خنک کننده با موقعیت استراتژیک از گرم شدن بیش از حد و تخریب حرارتی مواد جلوگیری می کنند و کیفیت و پایداری محصول را حفظ می کنند. با تنظیم دما در طول فرآیند اکستروژن، بشکه کنترل دقیقی بر ویسکوزیته مواد، زمان ماندگاری و سینتیک واکنش را ممکن می‌سازد، که منجر به قوام و عملکرد محصول برتر می‌شود.

توزیع زمان اقامت (RTD): توزیع زمان اقامت در بشکه پیچ دوقلو موازی تحت تأثیر عواملی مانند پیکربندی پیچ، خواص مواد و شرایط پردازش است. الگوهای جریان پیچیده تولید شده توسط هندسه پیچ منجر به زمان های اقامت متفاوت برای اجزای مواد مختلف می شود. این توزیع زمان اقامت پویا، اختلاط و تعامل کامل بین اجزای مواد را تضمین می‌کند و باعث پراکندگی یکنواخت افزودنی‌ها و اصلاح‌کننده‌ها می‌شود.

تهویه و گاز زدایی: سیستم های تهویه و گاززدایی در اکسترودرهای دو پیچ موازی ادغام می شوند تا آلاینده های فرار، هوای به دام افتاده و رطوبت را از مذاب حذف کنند. درگاه های تهویه که به طور استراتژیک در امتداد بشکه قرار گرفته اند، امکان آزادسازی کنترل شده گازها و بخارات را فراهم می کنند و از تخلخل، حباب ها و عیوب سطحی در محصول نهایی جلوگیری می کنند. سیستم های گاز زدایی خلاء را می توان برای افزایش بیشتر بازده گاز زدایی، به ویژه برای مواد بسیار فرار یا حساس به رطوبت، گنجانید. با حذف گازها و ناخالصی‌های به دام افتاده، سیستم‌های تهویه و گاززدایی به بهبود زیبایی‌شناسی محصول، خواص مکانیکی و پایداری فرآیند کمک می‌کنند و کیفیت و عملکرد ثابت را تضمین می‌کنند.

پیچ دوقلو تخت WEBER 107mm