В соответствии с процессом пластификации материала ПВХ в двухшнековом экструдере , шнек разделен на три зоны: зону транспортировки твердого вещества, зону плавления и зону транспортировки расплава (экструзии).

1. Механизм пластификации в зоне транспортировки сыпучих материалов

В барабане машины область течения, предварительного нагрева и уплотнения твердого полимера (ПВХ) и его добавок определяется как область транспортировки твердого вещества. Во-первых, поступление твердых полимерных частиц из бункера в бочку осуществляется самотеком. При вращении шнека частицы в бункере непрерывно поступают, в то время как частицы продвигаются к головке машины. В области транспортировки твердых материалов (зона цилиндра C1) частицы, такие как полимеры и небольшие молекулы в материале ПВХ, постепенно нагреваются, и в то же время срезающее действие шнека и трение между частицами также увеличивают теплоту частицы, так что частицы полностью находятся в плотном состоянии. Контакт, Распространение, Проникновение.

В этой области из-за изменения шага шнека, ширины витка и т. д. частицы ПВХ-материала плотно уплотняются, образуя сплошное ложе или сплошную пробку, которая скользит по канавке шнека. Движение твердой пробки зависит от трения между поверхностью ствола и твердой пробкой, а трение между винтом и твердой пробкой препятствует движению твердой пробки. Поэтому в стволе частицы материала ПВХ не продвигаются в одном направлении, а время от времени перекатываются и проскальзывают, вращаются винтом, «мостиком», скапливаются за «мостиком», прорывают «мостик», и выдавить из материала ПВХ. Поток аута и материала ПВХ в бункер повторяется.

В этой области качество экструзии и пластификации ПВХ-материалов лучше. С точки зрения состояния ПВХ переходит из стеклообразного состояния в высокоэластичное; с точки зрения совокупной структуры, от 50% до 60% частиц смолы ПВХ разрушаются и превращаются в первичные частицы, поверхности различных частиц добавок полностью соприкасаются и диффундируют с первичными частицами.

Стоит отметить, что для стабильной работы высота твердого материала в бункере всегда должна быть выше определенного критического значения. Выше этого критического значения изменение высоты уровня не повлияет на производительность экструдера, однако, если высота уровня ниже критического значения, это становится сильным дестабилизирующим фактором. Изменение высоты поверхности твердого материала вызовет изменение нижнего давления, что изменит режим работы экструдера ПВХ и приведет к ухудшению качества экструзии и пластификации материалов ПВХ.

2. Механизм пластификации в зоне плавления

В бочке область сосуществования твердого полимера и расплава определяется как зона плавления или зона фазового перехода. Это зона нагрева C2, C3. Зона плавления является основной частью экструдера, особенно настройка температуры (зона цилиндра C2, зона C3, сердечник шнека) и настройка скорости шнека, зазор между шнеком и шнеком, зазор между шнеком и цилиндром и т. Д. , Качество экструзии материалов из ПВХ имеет важное значение. Когда материал ПВХ достигает зоны плавления, из-за изменения шага шнека и ширины витка частицы материала ПВХ уже создают значительное давление при уплотнении, и это давление сочетается с смягчающим эффектом окружающий теплоноситель. Превратить уплотненные частицы в плотный «твердый слой». В это время, твердый слой представляет собой смешанное состояние, состоящее из части высокоэластичного состояния ПВХ, части стеклообразного состояния ПВХ и небольшого количества вязко-жидкого состояния ПВХ. Сплошной слой имеет форму винтового канала и скользит внутри канала. Благодаря этому относительному движению создается распределение скоростей в пленке расплава между твердым слоем и поверхностью бочки. В результате расплав в пленке расплава начинает стекать к шнеку, и когда он сталкивается с витком шнека, виток шнека «соскребаливает» расплав со ствола и собирает его в задней части канавки шнека перед шнековым валом. продвижение винтовой резьбы. в расплавленном бассейне. По мере движения слоя твердых тел по каналу все больше и больше расплавленного материала попадает в ванну расплава, поэтому размер ванны увеличивается, а размер слоя твердого тела уменьшается.

В этой области качество экструзии и пластификации ПВХ-материалов лучше. С точки зрения состояния ПВХ переходит из высокоэластичного состояния в состояние вязкой жидкости; с точки зрения агрегированной структуры он изменяется от 60 до 70% первичных частиц ПВХ до дробления первичных частиц. Частицы, молекулы различных добавок контактируют с первичными частицами ПВХ, образуя физико-химическую комбинацию.

В зоне плавления факторами, улучшающими качество экструзии и пластификации ПВХ-материалов, являются:

(1) Увеличьте скорость шнека;

(2) Увеличьте заданную температуру ствола в зоне плавления;

(3) Соответствующий зазор между винтом и цилиндром.

Для конкретной рецептуры производства ПВХ-профиля должен быть установлен набор оптимальных температур бочки в зоне плавления.

3. Механизм пластификации в зоне подачи расплава

В бочке твердый полимер полностью превращается в расплав, а часть, где расплав принудительно транспортируется к головке, определяется как зона доставки расплава (зона нагрева бочки С4). В этой области расплавленные макромолекулы реагируют и далее гомогенизируются с различными добавками под действием сдвига, а вязкая жидкость ПВХ-материала непрерывно экструдируется в количестве, чтобы сформировать давление расплава для обеспечения компактности конечного формованного продукта ПВХ-материала. Тратить. В этой области качество экструзии и пластификации ПВХ-материалов лучше, и состояние по-прежнему поддерживает вязкотекучее состояние макромолекул ПВХ. С точки зрения агрегатной структуры это кристалл, состоящий из первичных частиц ПВХ и небольшого количества первичных частиц. Эта часть первичных частиц может увеличить прочность и ударную вязкость конечного материала. Когда материал, содержащий этот кристалл, экструдируется и охлаждается, под действием внешней силы первичные частицы могут препятствовать движению первичных частиц для достижения увеличения прочности; и из-за большой площади поверхности первичных частиц они могут поглощать часть энергии удара при ударе. , улучшить прочность.