Az ebben a fejezetben bemutatott fizikai leírások megértése önmagában is kellően előnyösnek bizonyulhat sok olvasó számára, és elősegítheti folyamataik és termékeik fejlesztését.Egy polimer extrudert használnak szilárd polimer megolvasztására és az olvadt polimer szállítására különféle alakítási vagy formázási eljárásokhoz.A csavar az extruder egyetlen működő alkatrésze.Az összes többi alkatrész (motor, sebességváltó, garat, hordó és matrica stb.) csupán a szükséges támasztékot biztosítja a csavar megfelelő működéséhez.Az extruder általános funkcióit az alábbiakban mutatjuk be.
A betáplálási funkció, amely a betáplálási polimert a garatból a csigacsatornába továbbítja, a csavaron kívül történik, és lényegében nem függ a csavar kialakításától.A csiga három alapvető funkciót lát el: (1) szilárdanyag-szállító funkció, (2) olvasztó funkció és (3) adagoló vagy szivattyúzási funkció.A három csavarfunkció a csavarhossz nagy részén egyidejűleg működik, és erősen függenek egymástól.Egy csavarszakasz geometriai neve, mint például az adagoló szakasz, az 1. fejezetben látható;Az 1.3. ábra nem feltétlenül jelzi a csavarszakasz egyetlen funkcióját.Például az adagolórész nem csak szilárdanyag-szállító funkciót lát el, hanem olvasztási és adagolási funkciókat is.A csiga más másodlagos funkciókat is ellát, mint például az elosztó keverést, a diszperzív keverést és a nyírási finomítást vagy homogenizálást.Az elosztó keverés a különböző komponensek térbeli átrendeződését jelenti, a diszperzív keverés pedig a 2. fejezetben leírt komponensek méretének csökkentését;2.6.4.A nyírási finomítás a polimer molekulák nyírással történő homogenizálását jelenti.Az egycsigás extruder egy folyamatos térfogati szivattyú, amely nem rendelkezik visszakeverési képességgel és pozitív szállítási képességgel.Ami először bemegy a csavarba, az előbb jön ki a csavarból.A polimer szilárd vagy olvadék formájában lefelé mozog a csavarcsatornán a forgó csavar és az állóhenger által a polimerre ható erők hatására.Nincs olyan mechanizmus, amely a polimert pozitívan továbbítja a csavarcsatorna mentén a szerszám felé.A forgó csavar megragadja a polimert, és megpróbálja vele forgatni a polimert.Tegyük fel, hogy a hengert eltávolították az extruderből, vagy tökéletesen meg vannak kenve úgy, hogy nem ad ellenállást a polimer mozgásával szemben.Ezután a polimer egyszerűen ugyanazzal a sebességgel forog a csavarral, és semmi sem jön ki a csavarból.Az álló henger törési erőt ad a forgó polimernek, és a polimert enyhén csúszik a csavar felületén.A polimer továbbra is forog a csavarral dörzsölve a henger felületén, de a csúszás miatt valamivel kisebb sebességgel, mint a csavar.A polimer megcsúszása a csavar felületén a csavarcsatorna mentén kimeneti sebességet eredményez.A kenett csavarfelület növeli a teljesítményt, a kenett hengerfelület viszont károsan csökkenti a teljesítményt.Egyértelműen érthető, hogy a kereskedelmi forgalomban kapható csavarok miért polírozottak, és miért részesítik előnyben a hornyos hordókat az adagolórészben.Bár sok kereskedelmi gyakorlat empirikusan, nem pedig elméleti elemzéseken alapult, minden bizonnyal megegyezik a mögöttes elméleti koncepciókkal.Az egycsigás extruder belsejében lévő mechanizmusokat a csavarcsatorna menti polimer keresztmetszetek vizsgálatával vizsgálják, amelyeket „csavaros fagyasztási kísérletekből” vettek.Egy Maddock által úttörő csavarfagyasztási kísérletben [1] a csavart úgy futtatják, hogy állandósult állapotú működést érjenek el.Ezután a csavart leállítjuk, és vízhűtést alkalmazunk a hengerre (és lehetőség szerint a csavarra is), hogy a polimert lefagyasztjuk a csavarcsatornában.A hengert ismét felmelegítik, hogy a polimer megolvadjon, és a csavart kinyomják a hordóból, amikor a polimer olvadni kezd a hordó felületén.Ezután a megszilárdult polimer csíkot eltávolítják a csavarcsatornából, és több helyen levágják, hogy megvizsgálják a csavarcsatorna mentén lévő keresztmetszeteket.Néhány színes pelletet kevernek a takarmányba, hogy láthatóvá tegyék az olvadási mechanizmust és az áramlási mintát.A színes pelletek megtartják formájukat, ha szilárdak maradtak a szilárd ágyban, mielőtt a csavar megállt, de elnyírták és csíkokká válnak az olvadékmedencében, ha megolvadtak a csavar leállása előtt.
Feladás időpontja: 2019.06.16