การเลือกพารามิเตอร์สกรูที่เหมาะสมที่สุด: การปรับแต่งกระบวนการแปรรูปพลาสติกสำหรับ PC, PMMA, PA, PET, PVC

เมื่อเจาะลึกโลกที่ซับซ้อนของการแปรรูปพลาสติก การเลือกพารามิเตอร์ของสกรูมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความสำเร็จของการดำเนินงาน เรามาสำรวจความแตกต่างของการปรับพารามิเตอร์สกรูให้เหมาะสมสำหรับวัตถุดิบที่แตกต่างกัน 5 ชนิด: PC (โพลีคาร์บอเนต), PMMA (แก้วออร์แกนิก), PA (ไนลอน), PET, PVC

1. โพลีคาร์บอเนต (พีซี)

คุณสมบัติ:

ลักษณะที่ไม่ใช่ผลึกโดยมีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว 140°C ถึง 150°C และอุณหภูมิหลอมเหลวตั้งแต่ 215°C ถึง 225°C

มีความหนืดสูง ไวต่ออุณหภูมิ และการดูดซึมน้ำที่โดดเด่น

การเลือกพารามิเตอร์สกรู:

ก. ในแง่ของเสถียรภาพทางความร้อนที่โดดเด่นและความหนืดสูง การเลือกใช้อัตราส่วน L/D ที่มากขึ้นจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำให้เป็นพลาสติก คำแนะนำนี้ได้รับการพิสูจน์ด้วยข้อมูลที่บ่งชี้ถึงประสิทธิภาพการทำให้เป็นพลาสติกที่ดีขึ้นด้วยอัตราส่วนภาพที่สูงขึ้น

ข. ความท้าทายในการคำนวณอัตราการหลอมเหลวจำเป็นต้องปรับอัตราส่วนการอัด ε จากการใช้ประโยชน์จากหลักฐานเชิงประจักษ์ที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการแปรรูปของพีซี แนะนำให้ใช้ค่าเกรเดียนต์ A ที่สูงขึ้น โดยจะอยู่ในช่วง 2-3 สำหรับ L2 ที่ใหญ่กว่า

ค. การใช้โครงสร้างผสมในการออกแบบสกรูช่วยให้เกิดความหนืดสูงและการดูดซึมน้ำ ข้อมูลเชิงลึกที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลสนับสนุนคำกล่าวอ้างที่ว่าการเพิ่มเติมนี้ช่วยเสริมการแตกตัวของเตียงแข็ง และช่วยในการเปลี่ยนน้ำให้เป็นก๊าซ ซึ่งช่วยบรรเทาปัญหาการประมวลผลที่อาจเกิดขึ้น

ง. ในขณะที่ยังคงรักษาความสอดคล้องกับสกรูทั่วไปอื่นๆ ในแง่ของพารามิเตอร์ เช่น e, s, φ และระยะห่างจากลำกล้อง การเน้นที่การตัดสินใจโดยอาศัยข้อมูลยังคงเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

2. แก้วออร์แกนิก (PMMA)

คุณสมบัติ:

อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว 105°C อุณหภูมิหลอมเหลวเกิน 160°C และช่วงอุณหภูมิการขึ้นรูปที่กว้าง

มีความหนืดสูง มีความลื่นไหลจำกัด และการดูดซึมน้ำเด่นชัด

การเลือกพารามิเตอร์สกรู:

ก. แนะนำให้ใช้สกรูไล่ระดับที่มีอัตราส่วน L/D 20-22 โดยคำนึงถึงข้อกำหนดด้านความแม่นยำของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย การตั้งค่านี้ได้รับการพิสูจน์ด้วยข้อมูลเชิงประจักษ์ที่แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างการออกแบบสกรูและความแม่นยำของผลิตภัณฑ์

ข. อัตราส่วนกำลังอัด ε ซึ่งอยู่ในช่วง 2.3-2.6 ถูกกำหนดโดยคุณลักษณะของวัสดุ แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงสภาวะการประมวลผลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ PMMA

ค. ในการจัดการกับธรรมชาติที่ชอบน้ำของ PMMA การเพิ่มโครงสร้างวงแหวนผสมที่ส่วนหน้าของสกรูได้รับการสนับสนุนโดยข้อมูลที่บ่งชี้ผลลัพธ์การประมวลผลที่ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการดูดซึมน้ำ

ง. การจัดพารามิเตอร์อื่นๆ ให้สอดคล้องกับการออกแบบสกรูอเนกประสงค์จะรักษาสมดุลระหว่างมาตรฐานอุตสาหกรรมและข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุ ตามที่พิสูจน์ได้จากข้อมูลการประมวลผลในอดีต

3. ไนลอน (PA)

คุณสมบัติ:

พลาสติกที่เป็นผลึกที่มีหลากหลายประเภทและมีช่วงจุดหลอมเหลวที่แคบ ตัวอย่างคือ PA66 ที่มีจุดหลอมเหลวระหว่าง 260°C ถึง 265°C

ความหนืดต่ำ การไหลที่ดีเยี่ยม มีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน และการดูดซึมน้ำปานกลาง

การเลือกพารามิเตอร์สกรู:

ก. การเลือกใช้สกรูประเภทกลายพันธุ์ที่มีอัตราส่วน L/D 18-20 ได้รับการสนับสนุนโดยข้อมูลในอดีตที่แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างประเภทของสกรูและคุณลักษณะของพลาสติกที่เป็นผลึก

ข. แนะนำให้ใช้อัตราส่วนการอัดระหว่าง 3 ถึง 3.5 ควบคู่ไปกับค่า h3 ที่เฉพาะเจาะจง เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและการสลายตัว ตามที่เห็นได้จากข้อมูลความเสถียรทางความร้อนของ PA

ค. การปรับช่องว่างระหว่างวงแหวนตรวจสอบและกระบอกสูบอย่างละเอียด รวมถึงสกรูและกระบอกปืน ได้รับแจ้งจากข้อมูลที่แนะนำว่าช่องว่างที่เล็กกว่าจะดีกว่าเนื่องจากมีความหนืดต่ำของ PA การพิจารณาหัวฉีดแบบล็อคในตัวได้รับการสนับสนุนโดยข้อมูลที่บ่งชี้ประสิทธิภาพการประมวลผลที่ได้รับการปรับปรุงในสถานการณ์เฉพาะ

ง. การปฏิบัติตามหลักการออกแบบสกรูสากลสำหรับพารามิเตอร์อื่นๆ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงแนวทางที่สมดุล โดยผสานรวมมาตรฐานอุตสาหกรรมเข้ากับข้อกำหนดเฉพาะวัสดุโดยอิงตามข้อมูลการประมวลผลในอดีตที่กว้างขวาง

4. PET (โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต)

คุณสมบัติ:

PET เป่าขึ้นรูปมีจุดหลอมเหลวในช่วง 250°C ถึง 260°C และมีช่วงอุณหภูมิการขึ้นรูปที่กว้างขึ้น ประมาณ 255°C ถึง 290°C

PET ที่ผ่านการเป่าขึ้นรูปมีความหนืดสูง โดยอุณหภูมิมีผลกระทบอย่างมากต่อความหนืด ส่งผลให้เสถียรภาพทางความร้อนน้อยกว่าอุดมคติ

การเลือกพารามิเตอร์สกรู:

ก. สำหรับ L/D โดยทั่วไปอัตราส่วนที่เหมาะสมจะถือเป็น 20 โดยมีการกระจายแบบสามส่วนโดยมี L1 ที่ 50%-55% และ L2 ที่ 20%

ข. การใช้สกรูที่มีแรงเฉือนต่ำและอัตราส่วนกำลังอัดต่ำ โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1.8-2 จะช่วยบรรเทาปัญหาต่างๆ เช่น การเปลี่ยนสีหรือความทึบที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปของแรงเฉือน เพื่อแก้ไขข้อกังวลเหล่านี้เพิ่มเติม ให้ตั้งค่า h3 เป็น 0.09D

ค. การไม่มีวงแหวนผสมที่ส่วนหน้าของสกรูมีจุดประสงค์สองประการ: ป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและลดความกังวลในการจัดเก็บวัสดุ

5. พีวีซี (โพลีไวนิลคลอไรด์)

คุณสมบัติ:

เนื่องจากไม่มีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน PVC จึงอ่อนตัวลงที่ 60°C เข้าสู่สถานะยืดหยุ่นหนืดที่ 100°C ถึง 150°C และละลายเต็มที่ที่ 140°C ในขณะเดียวกันก็สลายตัวและปล่อยก๊าซ HCl ออกมา การสลายตัวอย่างรวดเร็วเกิดขึ้นที่ 170°C โดยจุดที่อ่อนตัวอยู่ในแนวเดียวกันกับจุดสลายตัว

พีวีซีมีความคงตัวทางความร้อนต่ำ โดยที่อุณหภูมิสูงและการได้รับสัมผัสเป็นเวลานานทำให้เกิดการสลายตัวและขัดขวางการไหล

การเลือกพารามิเตอร์สกรู:

ก. มาตรการควบคุมอุณหภูมิที่เข้มงวดมีความจำเป็น โดยต้องใช้การออกแบบสกรูต่ำเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป

ข. วัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนสำหรับสกรูและกระบอกมีความจำเป็นเนื่องจากลักษณะการกัดกร่อนของ PVC

ค. ในกระบวนการฉีดขึ้นรูป การรักษาการควบคุมอย่างเข้มงวดเป็นสิ่งสำคัญยิ่งในการจัดการกับคุณลักษณะเฉพาะของวัสดุ

ง. พารามิเตอร์สกรูในอุดมคติประกอบด้วย L/D ภายในช่วง 16-20, h3 ที่ 0.07D, ε ตั้งแต่ 1.6-2 และการกระจายแบบแบ่งส่วนของ L1 ที่ 40% และ L2 ที่ 40%

จ. เพื่อป้องกันการสะสมของวัสดุ แนะนำให้ละเว้นวงแหวนตรวจสอบและใช้เทเปอร์หัว 20°-30° เหมาะอย่างยิ่งสำหรับกาวชนิดอ่อน อีกทางหนึ่ง สำหรับความต้องการผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มขึ้น สกรูแยกต่างหากที่ไม่มีส่วนวัดถือเป็นข้อได้เปรียบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ PVC แข็ง ในกรณีเช่นนี้ การรวมน้ำหล่อเย็นหรือรูน้ำมันเข้ากับสกรูส่วนป้อน ร่วมกับร่องน้ำเย็นหรือน้ำมันในกระบอกเครื่องจักร ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำภายใน ±2°C วิธีการที่เหมาะสมยิ่งนี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลสำหรับ PVC ในการใช้งานที่หลากหลาย