瀏覽數(shù)量: 41 作者: 本站編輯 發(fā)布時間: 2023-11-20 來源: 本站
多年來,壓縮比已經(jīng)基本標準化,基于以前通常有效的方法。但是,為了從螺桿中獲得較佳性能,必須考慮很多變量。
您聽到的術語之一是螺桿的壓縮比。有些人認為壓縮比的設計只是為了考慮進料。并非如此。必須確定壓縮比,不僅要進料足夠的固體聚合物來填充螺桿,還要在螺桿中引入足夠的剪切加熱以完成熔化。選擇合適的壓縮比有很多變量。我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)設計并沒有真正考慮其中的許多因素,所以它實際上只是一個粗略的估計。
壓縮比只是 H1 ÷ H2(進給深度÷計量深度)的比值,適用于所有螺桿。
進料是首要考慮因素,它是顆粒幾何形狀、顆粒與螺桿/料筒表面(包括進料喉)的摩擦力以及顆粒與顆粒之間的摩擦力的平衡。例如,HMWPE通常采用帶槽的桶型材進行加工,因為它非?;?。加上堆積密度、休止角、顆粒硬度和熔體密度,您就會開始獲得一些更有影響力的特性。甚至料斗設計也會受到影響,因為顆粒流控制著螺桿上的填充壓力。任何“進給輔助”裝置(如填鴨機)都會改變低散裝密度材料的理想壓縮比。
同樣重要的是,剪切加熱也是壓縮比的函數(shù),因為它決定了整個螺桿的剪切速率。進料段和螺桿其余部分之間的“壓縮”越大,進入聚合物完成熔化所需的每單位輸出的能量就越大。每種聚合物的能量需求都不同,您必須考慮不同剪切速率下的聚合物粘度以及比熱和理想的出口溫度等因素。
如果您不考慮選擇最有效壓縮比的一些最有影響力的變量,螺桿性能通常會受到影響。
例如,不同的工藝需要不同的熔體溫度,即使使用相同的聚合物也是如此。例如,理想的片材擠出和纖維拉伸熔體溫度可能相差 50°F 或更高。這需要在一定程度上平衡進料和熔化要求。換言之,如果不考慮許多其他變量,特定聚合物就沒有理想的壓縮比。假設一定的進料深度為“H”,則 2:1 的壓縮比將向聚合物中施加的能量大約是 4:1 壓縮比的一半。同樣,螺桿必須裝滿才能達到較佳熔化效果,這會帶來進料變量
技術的存在使得所有這些屬性都可以被考慮在內,但是所有數(shù)據(jù)的收集及其分析是如此復雜,以至于只能使用先進的計算機模擬程序來完成。因此,它根本不會定期進行。多年來,壓縮比已經(jīng)根據(jù)以前通常有效的方法進行了幾乎標準化。例如,PE 螺釘通常使用 3:1 的比例作為起點,而尼龍螺釘通常以 4:1 的比例開始。這僅建立了一個起點并簡化了設計工作,但是如果不考慮選擇最有效壓縮比的一些最有影響力的變量,則通常會影響許多螺桿性能。
回收料的廣泛使用使得這些考慮變得更加重要,因為回收料的進料特性可能與熔化要求相沖突。例如,低散裝密度的回收可能需要更多的進料深度來填充螺桿;然而,該聚合物的“標準”壓縮比將導致剪切加熱不足。因此,進料和熔煉應分開確定,摒棄所謂的標準壓縮比。
更復雜的是混合聚合物,這在一些回收應用中很常見。我最近遇到了一種PP/HDPE混合物,它花了一些額外的心思,特別是在熔化計算上,這完全改變了壓縮比。兩種再生聚合物在固體性能和能量需求方面都不同。