Phân tích cơ chế hóa dẻo trong từng khu vực của máy đùn trục vít đôi cho các sản phẩm PVC

Phân tích cơ chế hóa dẻo trong từng khu vực của máy đùn trục vít đôi cho các sản phẩm PVC

Phân tích cơ chế hóa dẻo trong từng khu vực của máy đùn trục vít đôi cho các sản phẩm PVC

Máy đùn trục vít đôi hình nón

1、 Cơ chế hóa dẻo của khu vực vận chuyển chất rắn

Trong thùng, polyme rắn (PVC) và dòng chảy chất phụ gia của nó, làm nóng trước, khu vực nén chặt đều được định nghĩa là khu vực vận chuyển chất rắn. Trước hết, dòng chảy của các hạt polyme rắn trong phễu liệu vào thùng được thực hiện nhờ trọng lực, theo sự truyền động của trục vít, các hạt đồng thời được đẩy vào theo hướng đầu máy, hạt trong phễu liệu không ngừng lưu động. Trong khu vực vận chuyển chất rắn (khu vực thùng C1), các hạt như cao phân tử và phân tử nhỏ trong vật liệu PVC được gia nhiệt dần dần, đồng thời, tác động cắt của trục vít và ma sát giữa các hạt cũng làm gia tăng nhiệt lượng của các hạt, để các hạt được tiếp xúc, khuếch tác, thẩm thấu trong trạng tháng đặc một cách trọn vẹn.

Trong khu vực này, do sự thay đổi của bước vít, chiều rộng gờ vít, v.v., các hạt vật liệu PVC được nén chặt để tạo thành lớp chất rắn hoặc nút rắn trượt trên rãnh vít. Nút rắn vận động phụ thuộc vào ma sát giữa bề mặt thùng và nút rắn, trong khi ma sát giữa vít và nút rắn ngăn không cho nút rắn di chuyển. Do đó, trong thùng, các hạt vật liệu PVC không tiến cùng chiều, mà lăn và trượt theo thời gian, quay theo trục vít, "cầu", tích tụ sau "cầu", xuyên qua "cầu", và khi vật liệu PVC lưu động trong phễu liệu, quá trình này được thực hiện lặp đi lặp lại.

Trong lĩnh vực này, chất lượng nhựa đùn của vật liệu PVC tốt hơn, về trạng thái, PVC chuyển từ trạng thái thủy tinh sang trạng thái đàn hồi cao, về cấu trúc tổng hợp, 50% đến 60% hạt nhựa PVC bị phá vỡ và chuyển thành hạt sơ cấp, bề mặt của các hạt phụ gia khác nhau tiếp xúc và khuếch tán một cách trọn vẹn với các hạt sơ cấp.

Cần chỉ ra rằng để hoạt động ổn định, chiều cao của vật liệu rắn trong phễu phải luôn trên một giá trị tới hạn nhất định. Trên giá trị tới hạn này, sự thay đổi của chiều cao bề mặt vật liệu sẽ không ảnh hưởng đến tính năng của máy đùn, nhưng nếu chiều cao bề mặt vật liệu thấp hơn giá trị tới hạn, nó sẽ trở thành một yếu tố cực kỳ không ổn định. Sự thay đổi chiều cao của bề mặt vật liệu rắn sẽ gây ra sự thay đổi của áp suất đáy, điều này sẽ làm thay đổi hoạt động của máy đùn, dẫn đến chất lượng nhựa ép đùn của vật liệu PVC bị giảm sút.

2、Cơ chế hóa dẻo của khu vực nóng chảy

Trong thùng, vùng cùng tồn tại của polyme rắn và nóng chảy được xác định là vùng nóng chảy hoặc vùng chuyển pha. Vùng này là vùng gia nhiệt C2, C3. Vùng nóng chảy là bộ phận chính của máy đùn, đặc biệt là cài đặt nhiệt độ (vùng C2, vùng C3, lõi trục vít) và cài đặt tốc độ trục vít, khe hở vít và trục vít, khe hở trục vít và thùng, v.v. Chất lượng đùn của vật liệu PVC có một tác động quan trọng. Khi vật liệu PVC đạt đến vùng nóng chảy, do sự thay đổi của bước vít và chiều rộng gờ vít, các hạt vật liệu PVC đã tạo ra áp suất đáng kể trong khi được nén chặt. Những áp suất này và hiệu ứng làm mềm của môi trường nhiệt xung quanh cùng nhau biến các hạt nén thành một " lớp chất rắn" dày đặc

Lớp rắn lúc này là trạng thái hỗn hợp bao gồm một phần PVC trạng thái đàn hồi cao, một phần PVC trạng thái thủy tinh, và một lượng nhỏ PVC trạng thái chảy nhớt. Lớp lớp chất rắn có hình dạng của một máng xoắn và trượt trong lòng máng. Do chuyển động tương đối này, một phân bố vận tốc được tạo ra trong màng nóng chảy giữa lớp chất rắn và bề mặt thùng. Kết quả là, chất tan chảy trong màng nóng chảy bắt đầu chảy về phía ren ốc, và khi nó gặp phải gờ vít, gờ vít sẽ "quét" chất tan chảy ra khỏi thùng xuống và tập trung trong bể chảy phía sau máng vít ở phía trước vân ốc. Khi lớp chất rắn di chuyển dọc theo máng vít, ngày càng nhiều vật liệu nóng chảy được đưa vào bể nóng chảy, do đó kích thước của bể nóng chảy tăng lên trong khi kích thước của lớp chất rắn giảm. Lớp rắn dần dần bị phá vỡ và vận chuyển về phía trước ở trạng thái chảy nhớt.

Trong khu vực này, chất lượng nhựa đùn của vật liệu PVC tốt hơn, ở góc độ trạng thái, PVC được chuyển từ trạng thái đàn hồi cao sang trạng thái chảy nhớt; nhìn từ cơ cấu trạng thái tổng hợp, các hạt sơ cấp chiếm 60-70%. PVC bị phá vỡ và chuyển thành cấp 1, các phân tử chất phụ gia tiếp xúc với các hạt PVC cấp một để tạo thành một tổ hợp vật lý và hóa học.

Trong vùng nóng chảy, các yếu tố cải thiện chất lượng đùn và hóa dẻo của vật liệu PVC là:

(1)   Tăng tốc độ trục vít

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

(3)   Khe hở trục vít và thùng phù hợp

Cần có một bộ nhiệt độ thùng vùng nóng chảy tối ưu cho một công thức sản xuất vật liệu PVC đặc biệt cụ thể.

3、 Xử lý hóa dẻo của khu vận chuyển của chất nóng chảy

Trong thùng, polyme rắn được chuyển hoàn toàn thành chất nóng chảy, và phần mà chất nóng chảy buộc phải được vận chuyển đến phần đầu máy  được xác định là vùng vận chuyển nóng chảy (vùng gia nhiệt thùng C4). Trong khu vực này, quá trình nóng chảy tiếp tục được phản ứng, đồng nhất, và chất lỏng nhớt của vật liệu PVC liên tục được đùn định lượng để tạo thành áp suất nóng chảy để đảm bảo độ nén của sản phẩm đúc cuối cùng của vật liệu PVC. Trong khu vực này, vật liệu PVC có chất lượng dẻo đùn ép tốt hơn vẫn duy trì trạng thái chảy nhớt của các đại phân tử PVC, nhìn từ cấu trúc tổng hợp, nó là một tinh thể bao gồm các hạt cấp một PVC và một lượng nhỏ các hạt sơ cấp, các hạt sơ cấp có thể làm tăng sức mạnh và độ dẻo dai của vật liệu cuối cùng. Khi vật liệu chứa vật liệu kết tinh này được ép đùn và làm nguội, dưới tác dụng của ngoại lực, các hạt sơ cấp có thể cản trở chuyển động của các hạt cấp 1 và đạt được mục đích nâng cao cường độ; và do diện tích bề mặt của các hạt sơ cấp lớn, chúng có thể hấp thụ một phần năng lượng tác động khi chúng bị va chạm., để cải thiện độ dẻo dai.