Phân tích cơ chế hóa dẻo ở các vùng khác nhau của máy đùn trục vít đôi cho sản phẩm PVC

Công ty TNHH Công nghệ Fangli Ninh Balà mộtnhà sản xuất thiết bị cơ khívới hơn 30 năm kinh nghiệmthiết bị đùn ống nhựa, bảo vệ môi trường mới và thiết bị vật liệu mới. Kể từ khi thành lập Fangli đã được phát triển dựa trên nhu cầu của người dùng. Thông qua cải tiến liên tục, hoạt động R&D độc lập về công nghệ cốt lõi cũng như tiêu hóa và hấp thụ công nghệ tiên tiến và các phương tiện khác, chúng tôi đã phát triểnDây chuyền ép đùn ống PVC, Dây chuyền ép đùn ống PP-R, Dây chuyền ép đùn ống cấp nước/khí PE, được Bộ Xây dựng Trung Quốc khuyến nghị thay thế sản phẩm nhập khẩu. Chúng tôi đã đạt được danh hiệu “Thương hiệu hạng nhất ở tỉnh Chiết Giang”.

Dựa trên quá trình hóa dẻo của vật liệu PVC trongmáy đùn trục vít đôi, trục vít được chia thành ba vùng: vùng truyền tải rắn, vùng nóng chảy và vùng truyền tải nóng chảy (đùn).

I. Cơ chế dẻo hóam trong Vùng vận chuyển rắn

Trong thùng, khu vực mà polyme rắn (PVC) và các chất phụ gia của nó chảy vào, được làm nóng trước và nén lại được xác định là vùng vận chuyển rắn. Đầu tiên, dòng chảy của các hạt polymer rắn từ phễu vào thùng được thực hiện bằng trọng lực. Khi trục vít quay, các hạt được chuyển về phía đầu khuôn trong khi các hạt trong phễu liên tục chảy. Trong vùng vận chuyển rắn (vùng thùng C1), các đại phân tử, phân tử nhỏ và các hạt khác trong vật liệu PVC được làm nóng dần dần. Đồng thời, lực cắt từ trục vít và ma sát giữa các hạt cũng làm tăng nhiệt của các hạt, cho phép chúng tiếp xúc hoàn toàn, khuếch tán và xuyên qua ở trạng thái nén chặt.

Trong vùng này, do những thay đổi về bước vít, chiều rộng chuyến bay, v.v., các hạt vật liệu PVC được nén chặt, tạo thành một lớp rắn hoặc nút đặc trượt dọc theo rãnh vít. Chuyển động của phích cắm đặc phụ thuộc vào ma sát giữa bề mặt thùng và phích cắm đặc, trong khi ma sát giữa vít và phích cắm đặc cản trở chuyển động của nó. Vì vậy, bên trong thùng, các hạt vật liệu PVC không di chuyển đồng đều theo cùng một hướng mà thay vào đó, chúng nhào lộn, trượt, xoay theo trục vít, “bắc cầu” theo chu kỳ. Chúng chất đống phía sau "cây cầu", sau đó bị gãy và quá trình này lặp lại liên tục với quá trình đùn vật liệu PVC và dòng vật liệu bên trong phễu.

Trong vùng này, chất lượng đùn và dẻo hóa PVC tốt được biểu thị bằng sự chuyển đổi của PVC từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái đàn hồi cao. Từ góc độ cấu trúc trạng thái tổng hợp, nó liên quan đến 50% đến 60% hạt nhựa PVC phân hủy thành các hạt sơ cấp, với bề mặt của các hạt phụ gia khác nhau tiếp xúc và khuếch tán hoàn toàn với các hạt sơ cấp này.

Điều đáng chú ý là để hoạt động ổn định, chiều cao của vật liệu rắn trong phễu phải luôn cao hơn một giá trị tới hạn nhất định. Trên giá trị tới hạn này, những thay đổi về chiều cao vật liệu sẽ không ảnh hưởng đến hiệu suất của máy đùn. Tuy nhiên, nếu chiều cao vật liệu giảm xuống dưới giá trị tới hạn thì nó sẽ trở thành yếu tố gây mất ổn định đáng kể. Những thay đổi về chiều cao vật liệu rắn gây ra sự thay đổi áp suất ở phía dưới, có thể làm thay đổi điều kiện vận hành của máy đùn và dẫn đến suy giảm chất lượng ép đùn và dẻo hóa PVC.

II. Cơ chế dẻo hóa ở vùng nóng chảy

Trong thùng, khu vực cùng tồn tại polyme rắn và tan chảy được xác định là vùng nóng chảy hoặc vùng chuyển pha. Vùng này tương ứng với vùng sưởi ấm C2 và C3. Vùng nóng chảy là một phần quan trọng của máy đùn. Các thông số như cài đặt nhiệt độ (Vùng thùng C2, vùng C3, lõi vít), tốc độ vít, khe hở giữa các vít và khe hở giữa vít và thùng ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng ép đùn PVC. Khi vật liệu PVC đạt đến vùng nóng chảy, do thay đổi bước vít, chiều rộng chuyến bay, v.v., các hạt PVC được nén chặt và đã tạo ra áp suất đáng kể. Áp suất này, kết hợp với hiệu ứng làm mềm của môi trường nhiệt xung quanh, biến các hạt được nén thành một "lớp rắn" dày đặc. Lớp rắn này là trạng thái hỗn hợp bao gồm một phần PVC ở trạng thái đàn hồi cao, một phần ở trạng thái thủy tinh và một lượng nhỏ ở trạng thái dòng chảy nhớt. Giường đặc có hình dạng của rãnh vít xoắn ốc và trượt bên trong nó. Do chuyển động tương đối này, sự phân bố vận tốc được tạo ra trong màng nóng chảy giữa lớp rắn và bề mặt thùng. Do đó, sự tan chảy trong màng bắt đầu chảy theo hướng đẩy. Khi gặp chuyến bay, chuyến bay sẽ "cạo" chất tan chảy ra khỏi thùng, thu thập nó vào bể tan chảy ở phía sau kênh trước chuyến bay đẩy. Khi lớp rắn di chuyển dọc theo kênh, ngày càng có nhiều chất tan chảy được đưa vào bể tan chảy. Do đó, kích thước của bể tan chảy tăng lên trong khi kích thước của lớp rắn giảm đi. Lớp rắn dần dần bị phá hủy và chuyển về phía trước ở trạng thái dòng chảy nhớt.

Trong vùng này, chất lượng đùn và dẻo hóa PVC tốt được biểu thị bằng sự chuyển đổi của PVC từ trạng thái đàn hồi cao sang trạng thái chảy nhớt. Từ góc độ cấu trúc trạng thái tổng hợp, 60-70% hạt sơ cấp PVC phân hủy thành các hạt bậc nhất và các phân tử phụ gia khác nhau tiếp xúc với các hạt bậc nhất PVC, hình thành các liên kết vật lý và hóa học.

Các yếu tố cải thiện chất lượng ép đùn và dẻo hóa PVC trong vùng nóng chảy bao gồm:

(1) Tăng tốc độ vít;

(2) Tăng nhiệt độ cài đặt của thùng trong vùng nóng chảy;

(3) Khoảng cách thích hợp giữa vít và thùng.

Đối với một công thức sản xuất profile PVC cụ thể, cần có một bộ nhiệt độ thùng tối ưu cho vùng nóng chảy.

III. Cơ chế dẻo hóa trong vùng vận chuyển nóng chảy

Trong thùng, khu vực mà polyme rắn được chuyển đổi hoàn toàn thành nóng chảy và chất nóng chảy được truyền cưỡng bức đến đầu khuôn, được xác định là vùng truyền tải nóng chảy (Vùng gia nhiệt thùng C4). Trong vùng này, các đại phân tử nóng chảy tiếp tục phản ứng và đồng nhất hóa với các chất phụ gia khác nhau dưới tác dụng cắt. Khi chất lỏng nhớt PVC được ép đùn liên tục và định lượng, áp suất nóng chảy được hình thành, đảm bảo độ nén của sản phẩm PVC hình thành cuối cùng. Trong vùng này, chất lượng đùn và dẻo hóa PVC tốt được biểu thị bằng các đại phân tử PVC duy trì trạng thái dòng chảy nhớt của chúng. Từ góc độ cấu trúc trạng thái tổng hợp, nó là một cấu trúc tinh thể bao gồm các hạt PVC bậc nhất cùng với một số lượng nhỏ các hạt sơ cấp. Những hạt sơ cấp còn lại này có thể tăng cường độ bền và độ dẻo dai của vật liệu cuối cùng. Khi vật liệu chứa các tinh thể như vậy được ép đùn và làm nguội, các hạt sơ cấp có thể cản trở chuyển động của các hạt bậc nhất dưới tác dụng của ngoại lực, dẫn đến cường độ tăng lên. Hơn nữa, do diện tích bề mặt lớn nên các hạt sơ cấp có thể hấp thụ một phần năng lượng va đập khi chịu va đập, nâng cao độ dẻo dai.

Nếu bạn cần thêm thông tin,Công ty TNHH Công nghệ Fangli Ninh Bahoan nghênh bạn liên hệ để có câu hỏi chi tiết, chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn hướng dẫn kỹ thuật chuyên nghiệp hoặc đề xuất mua sắm thiết bị.