Samo razumijevanje fizičkih opisa predstavljenih u ovom poglavlju može se pokazati dovoljno korisnim za mnoge čitatelje i pomoći im da poboljšaju svoje procese i proizvode.Polimerni ekstruder koristi se za taljenje čvrstog polimera i isporuku rastaljenog polimera za različite procese oblikovanja ili oblikovanja.Puž je jedina radna komponenta ekstrudera.Sve ostale komponente (motor, mjenjač, lijevak, bačva i kalup, itd.) samo pružaju potrebnu potporu za pravilno funkcioniranje vijka.Opće funkcije ekstrudera prikazane su u nastavku.
Funkcija dodavanja prijenosa dovodnog polimera iz lijevka u pužni kanal odvija se izvan puža i u biti ne ovisi o dizajnu puža.Puž obavlja tri osnovne funkcije: (1) funkciju prijenosa čvrste tvari, (2) funkciju topljenja i (3) funkciju mjerenja ili funkciju pumpanja.Tri funkcije vijka pojavljuju se istovremeno na većem dijelu duljine vijka i snažno su međusobno ovisne.Geometrijski naziv dijela vijka kao što je dio za napajanje, prikazan u poglavlju 1;Slika 1.3 ne mora nužno označavati jedinu funkciju vijčanog dijela.Na primjer, odjeljak za punjenje ne samo da obavlja funkciju prijenosa čvrstih tvari, već i funkcije topljenja i mjerenja.Puž također obavlja druge sekundarne funkcije kao što su distribucijsko miješanje, disperzivno miješanje i smično rafiniranje ili homogenizacija.Distributivno miješanje odnosi se na prostorno preuređivanje različitih komponenti, a disperzivno miješanje odnosi se na smanjenje veličine komponenti kao što je opisano u poglavlju 2;Odjeljak 2.6.4.Pročišćavanje smicanjem odnosi se na homogenizaciju polimernih molekula smicanjem.Ekstruder s jednim vijkom je kontinuirana volumetrijska pumpa bez mogućnosti povratnog miješanja i bez mogućnosti pozitivnog prijenosa.Ono što prvo uđe u vijak, prvo izlazi iz vijaka.Polimer, kao krutina ili talina, kreće se niz pužni kanal pod utjecajem sila koje na polimer djeluju rotirajući vijak i nepomična cijev.Ne postoji mehanizam za pozitivno prenošenje polimera duž vijčanog kanala prema matrici.Rotirajući vijak hvata polimer i pokušava njime rotirati polimer.Pretpostavimo da je bačva uklonjena iz ekstrudera ili savršeno podmazana tako da ne pruža nikakav otpor kretanju polimera.Tada se polimer jednostavno okreće s vijkom istom brzinom i ništa ne izlazi iz vijka.Nepomična cijev daje prekidnu silu rotirajućem polimeru i čini da polimer lagano klizi po površini vijka.Polimer se i dalje rotira dok vijak trlja o površinu bačve, ali nešto manjom brzinom od vijka, zbog klizanja.Klizanje polimera na površini vijka duž kanala vijka rezultira izlaznom brzinom.Podmazana površina vijka povećava izlaznu brzinu, ali podmazana površina bačve štetno smanjuje izlaznu brzinu.Jasno je razumljivo zašto su komercijalni vijci visoko polirani i zašto se preferiraju bačve s žljebovima u dijelu za hranjenje.Iako su mnoge komercijalne prakse razvijene empirijski, a ne na temelju teoretskih analiza, one se svakako slažu s temeljnim teorijskim konceptima.Mehanizmi unutar jednopužnog ekstrudera proučavaju se ispitivanjem poprečnih presjeka polimera duž pužnog kanala uzetih iz "eksperimenata sa zamrzavanjem puža".U eksperimentu zamrzavanja vijka koji je uveo Maddock [1], vijak se pokreće kako bi se postigao rad u stabilnom stanju.Zatim se vijak zaustavlja i vodeno hlađenje se primjenjuje na cijev (i također na vijak ako je moguće) kako bi se polimer zamrznuo unutar kanala puža.Bačva se ponovno zagrijava kako bi se polimer otopio, a vijak se izbacuje iz bačve dok se polimer počinje topiti na površini bačve.Zatim se stvrdnuta polimerna traka uklanja iz vijčanog kanala i reže na više mjesta kako bi se ispitali poprečni presjeci duž vijčanog kanala.Neki obojeni peleti se miješaju u hrani kako bi se vizualizirao mehanizam topljenja i uzorak protoka.Obojene kuglice zadržavaju svoje oblike ako su ostale čvrste unutar čvrstog sloja prije nego što se vijak zaustavio, ali su se posjekle i postale pruge unutar bazena taline ako su bile rastaljene prije nego što se vijak zaustavio.
Vrijeme objave: 16. lipnja 2019