Faktoren, die die Leistung des Kunststoffgranulators beeinflussen

1, Funktionen jedes Abschnitts des Kunststoffgranulators
Die Leistung des Kunststoffgranulators hängt eng mit der Struktur des Kunststoffgranulators zusammen. Die derzeit am weitesten verbreitete Extrusionstheorie basiert auf den drei Grundfunktionen Fördern, Schmelzen und Dosieren. Daher enthält eine gewöhnliche Schraube drei Abschnitte; Aufgabeteil, Verdichtungsteil und Homogenisierungsteil. Der Zufuhrabschnitt spielt die Rolle der Feststoffförderung, der Kompressionsabschnitt spielt die Rolle des Kunststoffschmelzens und -komprimierens und der Homogenisierungsabschnitt spielt die Rolle der Homogenisierung und Dosierung.
In the feeding section, plastic is an unplasticized solid. Its solid transportation is based on the solid transportation theory, and its core is the solid friction theory. In this section, the solid transportation rate is related to the friction coefficient (fb) between the material and the screw surface and the friction coefficient (f) between the material and the barrel surface, when fb>F. Es kann die feste Beförderungsrate verbessern.
In der Kompressionsstrecke geht der Kunststoff allmählich von fester zu viskoser Strömung über, und das Mischen, Scheren und Reiben in dieser Strecke sind relativ komplex. In den 1960er Jahren erschien die Phasentransfertheorie des Kompressionsabschnitts. Diese Theorie basiert auf Thermodynamik und kann genau berechnet werden, aber der Berechnungsprozess ist komplex.
Die Hauptfunktion des Homogenisierungsabschnitts besteht darin, den Druck des geschmolzenen Kunststoffs zu erhöhen, der aus dem Kompressionsabschnitt geleitet wird, den Kunststoff weiter zu homogenisieren und ihn bei konstantem Druck quantitativ aus der Düsenmündung zu extrudieren. Die Schmelztransporttheorie des Homogenisierungsabschnitts basiert auf Strömungsmechanik, und der rheologische Zustand, die Produktivität und der Energieverbrauch des Homogenisierungsabschnitts werden im Detail untersucht und berechnet.
2, Materialfluss in der Turbine
In der Homogenisierungsstrecke befindet sich der Kunststoff im viskosen Fließzustand. Der Druckunterschied entlang der Schneckenrichtung ist aufgrund des Widerstands der Matrize und anderer Faktoren ähnlich dem Spalt zwischen der Außenfläche des Zylinderschraubengewindes. Sein Strömungszustand ist wie folgt:
① Positiver Fluss, d. h. Fluss zum Maschinenkopf entlang der Spiralnut.
② Rückfluss, auch als Rückfluss bekannt, ist der Fluss, der durch die Reaktion der Düse, der Splitterplatte, des Filtersiebs usw. auf die Schmelze verursacht wird, und seine Flussrichtung ist dem positiven Fluss entgegengesetzt.
⑧ Schleppströmung, auch Kreuzströmung genannt, ist die Zirkulation von Schmelze in der Spiralnut. Dieser Fluss hat wenig Einfluss auf das gesamte Extrusionsvolumen und kann vernachlässigt werden. Es hat jedoch einen großen Einfluss auf die Schmelzmischung, den Wärmeaustausch und die Plastifizierung.
④ Leckstrom.
3, Hauptfaktoren, die die Ausgabe beeinflussen
(1) Krafteinfluss – die Extrusionsmenge nimmt linear mit der Erhöhung des Kopfdrucks ab.
① Beim Kunststoffgranulator mit tiefer Schneckennut und kurzer Schnecke nimmt die Extrusionsmenge mit zunehmendem Kopfdruck stark ab.
② Mit steigender Düsentemperatur wird der Einfluss des Düsendrucks auf die Extrusionsmenge langsamer.
③ Wenn der Werkzeugwiderstand hoch ist (die effektive Belastungsfläche ist klein), wird die Extrusionsmenge stärker durch den Werkzeugdruck beeinflusst.
④ Wenn die Schneckengeschwindigkeit hoch ist, ist die Extrusionsmenge hoch, aber die Erhöhung des Kopfdrucks ist proportional zur Abnahme der Extrusionsmenge.
⑤ Je größer das Längen-Durchmesser-Verhältnis der Schnecke ist, desto geringer ist der Einfluss des Düsendrucks auf die Extrusionsmenge.
⑥ Die Extrusionsmenge der ungekühlten Schnecke wird viel stärker vom Kopfdruck beeinflusst als die der gekühlten Schnecke.
⑦ Je größer der Spalt zwischen Schnecke und Zylinder ist, desto größer ist der Anteil der Abnahme des Extrusionsvolumens bei Erhöhung des Kopfdrucks
(2) Auswirkung der Schneckengeschwindigkeit – die Extrusionsmenge nimmt mit der Erhöhung der Schneckengeschwindigkeit zu, ist aber nicht linear.
① With the increase of screw speed, the extent of extrusion increase is related to the material. HDPE>LDPE>PP.
② Die Extrusionsmenge von niedrigviskosem Schmelzmaterial wird stärker von der Schneckengeschwindigkeit beeinflusst.
③ Bei hoher Schmelztemperatur nimmt die Extrusionsmenge mit zunehmender Schneckengeschwindigkeit zu. Bei niedriger Schmelztemperatur ist sein Anstieg jedoch sehr gering.
④ Die Extrusionsmenge einer ungekühlten Schnecke wird etwas stärker von der Schneckengeschwindigkeit beeinflusst als die einer gekühlten Schnecke.
⑤ Wenn der Düsenwiderstand gering ist, steigt die Extrusionsmenge mit zunehmender Schneckengeschwindigkeit; Im Gegenteil, der Anteil der Verbesserung ist sehr gering.
(3) Die Extrusionsmenge steigt schnell mit der Erhöhung des Schmelzindex des Materials.
(4) Die Extrusionsmenge nimmt mit zunehmender Länge des Homogenisierungsabschnitts zu.
(5) Wenn der Kopfdruck niedrig ist, steigt die Extrusionsmenge mit der Tiefe der Schneckennut im Homogenisierungsabschnitt; Wenn der Kopfdruck jedoch hoch ist, nimmt die Extrusionsmenge mit der Vertiefung der Schneckenrillentiefe im Homogenisierungsabschnitt ab.
(6) Die Extrusionsmenge nimmt mit zunehmendem Spalt zwischen Schnecke und Zylinder ab. Wenn der Spalt jedoch größer als 1 mm ist, nimmt die Extrusionsmenge erheblich ab.
(7) Die Extrusionsmenge nimmt mit dem Anstieg der Temperatur des Zuführabschnitts ab;
(8) Mit der Erhöhung der Schmelztemperatur ändert sich die Extrusionsmenge zu Beginn nicht. Wenn die Temperatur bis zu einem gewissen Grad weiter ansteigt, nimmt die Materialviskosität ab und die Extrusionsmenge nimmt schnell ab.
(9) Wenn die Zylindertemperatur auf eine bestimmte Grenze erhöht wird, nimmt auch das Extrusionsvolumen aufgrund der schnellen Verringerung der Materialviskosität stark ab.
(10) Die Extrusionsmenge nimmt mit der Zunahme an flüchtigen Bestandteilen im Material ab.
(11) Mit zunehmender Schneckentemperatur nimmt die Extrusionsmenge stark ab.
(12) Mit der Vertiefung der Schneckennuttiefe steigt die Extrusionsmenge am Anfang schnell an und nimmt stark ab, wenn sie einen bestimmten Grenzwert erreicht. Dies liegt daran, dass der Plastifizierungsgrad des Materials in der Schraube schlechter wird, wenn die Tiefe der Schraubennut zunimmt.
(13) Die Extrusionsmenge nimmt proportional mit der Zunahme der Fläche des Formgebungslochs zu.
(14) Die Extrusionsmenge nimmt proportional mit der Zunahme der Länge des horizontalen Strömungsteils der Düse ab.
4, Anwendung von Faktoren, die die Leistung des Kunststoffgranulators beeinflussen
(1) Bei Materialien mit unterschiedlichen Schmelzfließraten ist es nicht möglich, deren „Ausstoß“ in Abhängigkeit von der Schneckendrehzahl zu vergleichen.
(2) Die Extrusionsmenge ist nicht direkt proportional zur Schneckengeschwindigkeit.
(3) Selbst für den gleichen Kunststoffgranulatortyp (die Schneckenstruktur ist die gleiche und die Temperatureinstellung jedes Abschnitts ist die gleiche) ist die Extrusionsmenge des gleichen Materials aufgrund der unterschiedlichen Adapterlänge nicht gleich Düsenfläche des Kopfes, der Widerstand des Filtersiebes, der Grad der Schneckenkühlung, die Materialvorwärmtemperatur und der kleine Unterschied zwischen der Schnecke und dem Zylinder des Kunststoffgranulators selbst.
(4) Für den festen Kunststoffgranulator variiert die Extrusionsmenge in verschiedenen Zeiträumen aufgrund des Einflusses des Schmelzdrucks, der Schneckentemperatur und der Materialstabilität.