प्लास्टिक एक्सट्रूज़न के छह बुनियादी सिद्धांत

निंगबो फैंगली टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेडएक हैयांत्रिक उपकरण निर्मातालगभग 30 वर्षों के अनुभव के साथप्लास्टिक पाइप बाहर निकालना उपकरण, नए पर्यावरण संरक्षण और नई सामग्री उपकरण. अपनी स्थापना के बाद से फैंगली को उपयोगकर्ता की मांगों के आधार पर विकसित किया गया है। निरंतर सुधार, मुख्य प्रौद्योगिकी पर स्वतंत्र अनुसंधान एवं विकास और उन्नत प्रौद्योगिकी और अन्य साधनों के पाचन और अवशोषण के माध्यम से, हमने विकास किया हैपीवीसी पाइप बाहर निकालना लाइन, पीपी-आर पाइप एक्सट्रूज़न लाइन, पीई जल आपूर्ति / गैस पाइप एक्सट्रूज़न लाइन, जिसे आयातित उत्पादों को बदलने के लिए चीनी निर्माण मंत्रालय द्वारा अनुशंसित किया गया था। हमने "झेजियांग प्रांत में प्रथम श्रेणी ब्रांड" का खिताब हासिल किया है।

जब पिघला हुआ संक्रमण खंड में प्रवेश करता है और मर जाता है, तो कतरनी हीटिंग काफी कम हो जाती है, क्योंकि संक्रमण खंड तक पहुंचने पर पिघल एक सर्पिल, चर-गति प्रवाह से एक रैखिक, समान गति प्रवाह में परिवर्तित होना शुरू हो जाता है। जब पिघल संक्रमण खंड द्वारा परिभाषित प्रवाह पथ के साथ मोल्ड तक पहुंचता है, तो यह कुछ गर्मी की भी खपत करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि पिघला हुआ सांचे के डोवेटेल खांचे के साथ समान रूप से चलता है, उचित गर्मी जोड़ना आवश्यक है। इसलिए, मोल्ड का तापमान थोड़ा अधिक सेट किया जाता है, इसलिए इसे "तापमान रखरखाव क्षेत्र" कहा जाता है।

प्लास्टिक को इसमें डाले जाने के बादएक्सट्रूडरहॉपर से बैरल, स्क्रू के घूर्णन के साथ स्क्रू उड़ानों द्वारा इसे डाई हेड पर मजबूर किया जाता है। फ़िल्टर स्क्रीन के प्रतिरोध के कारण, स्प्लिटर प्लेट और डाई परमरने वाला सिर, और पेंच उड़ानों के बीच मात्रा (चैनल गहराई) में धीरे-धीरे कमी, आगे बढ़ने वाली सामग्री काफी दबाव में होती है, और साथ ही, यह बैरल के ताप स्रोत द्वारा गर्म होती है; इसके अलावा, जब प्लास्टिक को संपीड़न, कतरनी, सरगर्मी और गति में अन्य बलों के अधीन किया जाता है, तो प्लास्टिक और बैरल, स्क्रू के बीच घर्षण और प्लास्टिक अणुओं के बीच घर्षण से बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न होगी। परिणामस्वरूप, बैरल में प्लास्टिक का तापमान बढ़ता रहता है, और इसकी भौतिक अवस्था धीरे-धीरे कांच जैसी अवस्था से उच्च-लोच वाली अवस्था में बदल जाती है, और अंत में चिपचिपी-प्रवाह वाली अवस्था बन जाती है, जो पूर्ण प्लास्टिककरण तक पहुँचती है। चूंकि पेंच लगातार घूम रहा है, प्लास्टिककृत सामग्री निरंतर दबाव और दर पर डाई हेड के डाई मुंह से बाहर निकल जाती है, और एक निश्चित आकार के साथ एक प्लास्टिक उत्पाद बन जाती है। ठंडा करने और आकार देने के बाद, एक्सट्रूज़न मोल्डिंग पूरी हो जाती है। उपरोक्त प्रक्रिया को साकार करने का मुख्य घटक पेंच है, और पेंच के साथ बाहर निकालना प्रक्रिया को निम्नलिखित कार्यात्मक क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है:

पहला: खिलाना

फीडिंग प्लास्टिक को हॉपर में जोड़ने के बाद, यह अपने वजन पर निर्भर होकर या मजबूर फीडर की कार्रवाई के तहत स्क्रू चैनल (उड़ानों के बीच की जगह) में प्रवेश करता है, और घूर्णन स्क्रू उड़ानों द्वारा आगे की ओर फैलता है। हालाँकि, यदि सामग्री और धातु हॉपर के बीच घर्षण गुणांक बहुत बड़ा है, या सामग्रियों के बीच आंतरिक घर्षण गुणांक बहुत बड़ा है, या हॉपर का शंकु कोण बहुत छोटा है, तो ब्रिजिंग और खोखले पाइप की घटना धीरे-धीरे हॉपर में बनेगी, सामग्री स्क्रू नाली में सुचारू रूप से प्रवेश नहीं करेगी, और एक्सट्रूज़न को रोकने या बेहद अस्थिर होने के लिए मजबूर किया जाएगा। इसलिए, यदि एक्सट्रूज़न उत्पादकता असामान्य रूप से कम हो जाती है या डिस्चार्ज नहीं होती है, तो फीडिंग स्थिति की जांच करना आवश्यक है, या हॉपर के डिज़ाइन को भी बदलना आवश्यक है।

दूसरा: संदेश देना

सिद्धांत रूप में, प्लास्टिक स्क्रू ग्रूव में प्रवेश करने के बाद, हर बार स्क्रू घूमने पर, सभी प्लास्टिक को एक लीड के लिए आगे ले जाया जाएगा। इस समय, हम संवहन दक्षता 1 कहते हैं। हालांकि, प्रत्येक पेंच के लिए, आगे संवहन की मात्रा वास्तव में बैरल से प्लास्टिक के घर्षण कारक एफबी और पेंच से प्लास्टिक के घर्षण कारक एफएस पर निर्भर करती है। जितना बड़ा fb या छोटा fs, उतना ही अधिक ठोस प्लास्टिक आगे भेजा जाएगा। बड़ी संख्या में प्रयोगों से पता चलता है कि राल और धातु के बीच घर्षण गुणांक मुख्य रूप से सिस्टम के तापमान, धातु की सतह खुरदरापन या सिस्टम की संरचना और आकार, साथ ही सिस्टम के दबाव और सामग्री आंदोलन की गति पर निर्भर करता है।

तीसरा: संपीड़न

एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, प्लास्टिक का संपीड़ित होना नितांत आवश्यक है। सबसे पहले, प्लास्टिक ऊष्मा का कुचालक है। यदि कणों के बीच अंतराल हैं, तो उनका ताप स्थानांतरण सीधे प्रभावित होगा, जिससे पिघलने की दर प्रभावित होगी; दूसरे, कणों के बीच की गैस हॉपर से तभी डिस्चार्ज होगी जब स्क्रू की लंबाई के साथ दबाव धीरे-धीरे बढ़ेगा, अन्यथा, अंदर उत्पन्न बुलबुले के कारण उत्पाद दोषपूर्ण या अपशिष्ट उत्पाद बन जाएंगे; अंत में, उच्च सिस्टम दबाव यह भी सुनिश्चित करता है कि उत्पाद अपेक्षाकृत सघन हों।

पेंच के साथ दबाव का निर्माण तीन कारणों से होता है:

1. संरचना में घटती चैनल गहराई (हॉपर से टिप तक), और सामग्री धीरे-धीरे संपीड़ित होती है;

2. स्क्रू हेड के सामने स्प्लिटर प्लेट, फिल्टर स्क्रीन और हेड जैसे प्रतिरोध तत्व स्थापित किए जाते हैं;

3. यह सामग्री और धातु के बीच घर्षण के कारण पेंच की पूरी लंबाई के साथ निर्मित दबाव है। सिर का डाई अनुभाग क्षेत्र जितना छोटा होगा, दबाव शिखर मान उतना अधिक होगा, और उच्चतम दबाव बिंदु सिर की ओर बढ़ेगा। सामान्यतया, दबाव शिखर मान मीटरिंग अनुभाग के सामने या संपीड़न अनुभाग के पीछे होता है।

चौथा: पिघलना

जब दबाव बढ़ता है, तो गतिशील ठोस प्लास्टिक गर्म बैरल की दीवार से लगातार संपर्क और रगड़ करता है। बैरल की दीवार के पास प्लास्टिक सामग्री का तापमान लगातार बढ़ता रहता है। गलनांक तक पहुंचने के बाद बैरल की भीतरी दीवार पर एक पतली पिघली हुई फिल्म बन जाती है। उसके बाद, ठोस प्लास्टिक के पिघलने का ताप स्रोत दो पहलुओं से आता है: एक है बैरल के बाहरी हीटर का ऊष्मा चालन, दूसरा है कतरनी ऊष्मा (चिपचिपाहट अपव्यय के कारण) जो पिघली हुई फिल्म में पिघल की प्रत्येक परत की अलग-अलग गति गति के कारण उत्पन्न होती है, अर्थात् रियोलॉजी में चिपचिपा ऊष्मा अपव्यय।

पिघलने की प्रगति के साथ, जब पिघली हुई फिल्म की मोटाई पेंच और बैरल के बीच के अंतर से अधिक हो जाती है, तो गतिमान पेंच पिघली हुई फिल्म को खुरच देगा और पेंच के आगे बढ़ने से पहले एक पिघला हुआ पूल बना देगा। पिघलने की प्रक्रिया में, पिघला हुआ पूल चौड़ा और चौड़ा होता जाता है, और शेष ठोस की चौड़ाई कम और कम होती जाती है, जब तक कि यह अंततः पूरी तरह से गायब न हो जाए। यह 1967 में टैडमोर द्वारा प्रकाशित युगांतरकारी प्रसिद्ध टैडमोर पिघलने का सिद्धांत है।

पांचवां: मिश्रण

मिश्रित एक्सट्रूज़न की प्रक्रिया में, ठोस सामग्री को आम तौर पर उच्च दबाव के तहत घने ठोस प्लग में जमा किया जाता है। चूंकि ठोस प्लग में कणों के बीच कोई सापेक्ष गति नहीं होती है, मिश्रण केवल सापेक्ष गति के साथ पिघल की परतों के बीच ही किया जा सकता है।

आम तौर पर, निम्नलिखित मिश्रण घटनाएं पिघल में होती हैं, खासकर पिघल परिवहन अनुभाग में: सबसे पहले, सामग्री प्रणाली में प्रत्येक घटक समान रूप से फैलाया और वितरित किया जाता है, जो राल और विभिन्न योजक को संदर्भित करता है। दूसरा है थर्मल होमोजेनाइजेशन। ऐसा इसलिए है क्योंकि एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में, जो सामग्री पहले पिघलती है उसका तापमान सबसे अधिक होता है, और जो सामग्री बाद में पिघलती है उसका तापमान सबसे कम होता है। ठोस और पिघले हुए पदार्थ के बीच इंटरफेस का तापमान ही प्लास्टिक का गलनांक होता है। यदि पिघला हुआ पदार्थ समय से पहले डाई से बाहर निकाला जाता है, तो यह अनिवार्य रूप से हर जगह असमान बाहर निकालना का कारण बनेगा, जिससे रंग में अंतर और विरूपण हो सकता है, या यहां तक ​​कि उत्पाद में दरार भी आ सकती है। इसके अलावा, इस बात पर विचार करते हुए कि प्लास्टिक में एक निश्चित आणविक भार वितरण (एमडब्ल्यूडी) होता है, मिश्रण से उच्च सापेक्ष आणविक भार वाले हिस्से को पिघल में समान रूप से फैलाया जा सकता है। साथ ही, कतरनी बल की कार्रवाई के तहत, उच्च सापेक्ष आणविक भार वाले हिस्से को श्रृंखला विखंडन के कारण कम किया जा सकता है, जिससे उत्पादों में अनमेल्टेड कणों (जैल) और अमानवीयता की संभावना कम हो जाती है। जाहिर है, उत्पादों के एक समान मिश्रण को सुनिश्चित करने के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि पेंच के पिघलने वाले खंड (अंतिम खंड) की पर्याप्त लंबाई हो। इसलिए, पेंच के पिघले हुए संवहन अनुभाग को समरूपीकरण अनुभाग भी कहा जाता है। उसी समय, एक्सट्रूडर के आउटपुट की गणना करते समय, स्क्रू के अंतिम स्थिर गहराई अनुभाग पर स्क्रू ग्रूव की मात्रा को गणना के आधार के रूप में लिया जाता है, और स्क्रू के पिघले हुए संदेश अनुभाग को मीटरिंग अनुभाग भी कहा जाता है।

छठा: वेंटिंग

एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान, तीन प्रकार की गैसें निकलती हैं। एक पॉलिमर छर्रों या पाउडर के बीच मिश्रित हवा है। जब तक पेंच की गति बहुत अधिक न हो, आम तौर पर कहें तो, गैस के इस हिस्से को धीरे-धीरे बढ़ते दबाव के तहत हॉपर से छुट्टी दी जा सकती है। लेकिन जब घूमने की गति बहुत अधिक होती है, तो सामग्री बहुत तेजी से आगे बढ़ती है, और गैस समय पर पूरी तरह से डिस्चार्ज नहीं हो पाती है, जिससे उत्पाद में बुलबुले बन जाते हैं। दूसरी गैस हवा से पदार्थ द्वारा अवशोषित पानी है, जो गर्म होने पर भाप बन जाती है। कम नमी अवशोषण वाले प्लास्टिक, जैसे पीवीसी, पीएस, पीई, पीपी, आदि के लिए आम तौर पर कोई समस्या नहीं होती है। जलवाष्प की ये थोड़ी मात्रा भी हॉपर से एक ही समय में डिस्चार्ज की जा सकती है; हालाँकि, कुछ इंजीनियरिंग प्लास्टिक जैसे पीए, पीएसयू, एबीएस, पीसी आदि के लिए, उनके बड़े नमी अवशोषण और बहुत अधिक जल वाष्प के कारण, उन्हें हॉपर से निकालने में बहुत देर हो जाती है, जिससे उत्पादों में बुलबुले बन जाते हैं। तीसरा प्लास्टिक कणों के अंदर कुछ सामग्रियां हैं, जैसे कम आणविक भार वाष्पशील (एलएमडब्ल्यूवी), कम पिघलने बिंदु वाले प्लास्टिसाइज़र इत्यादि, जो एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न गर्मी के तहत धीरे-धीरे वाष्पीकृत होते हैं। केवल जब प्लास्टिक को पिघलाया जाता है, केवल पिघले हुए सतह के तनाव पर काबू पाने से ही ये गैसें बाहर निकल सकती हैं, लेकिन इस समय वे हॉपर से बहुत दूर होती हैं, इसलिए उन्हें हॉपर के माध्यम से डिस्चार्ज नहीं किया जा सकता है। इस मामले में, एक वेंटएक्सट्रूडरप्रयोग करना होगा.

इसलिए, किसी भी पेंच को भोजन, परिवहन, संपीड़न, पिघलने, मिश्रण और निकास के उपरोक्त छह बुनियादी कार्यों को पूरा करना होगा। जाहिर है, फीडिंग और कन्वेयरिंग एक्सट्रूडर के आउटपुट को प्रभावित करते हैं, जबकि संपीड़न, पिघलने, मिश्रण और निकास सीधे एक्सट्रूडेड उत्पादों की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। यहां तथाकथित गुणवत्ता का तात्पर्य न केवल यह है कि क्या पिघलना पूरा हो गया है, बल्कि यह भी है कि क्या उत्पादों को कॉम्पैक्ट रूप से संपीड़ित किया गया है, क्या मिश्रण एक समान है, और क्या उत्पादों में कोई बुलबुले नहीं हैं। यह प्लास्टिकिंग गुणवत्ता है।

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