Unterschiede zwischen Doppelschneckenextrudern und Einschneckenextrudern in der PVC-Verarbeitung

Doppelschneckenextruder sind die gebräuchlichsten Maschinen in der modifizierten Kunststoffindustrie und werden häufig in der Polymerverarbeitungsindustrie und anderen Produktions- und Verarbeitungsbereichen eingesetzt. Die Vielfalt der Doppelschneckenextruder kann in zwei Hauptkategorien eingreifender und nichteingreifender Doppelschneckenextruder unterteilt werden. Eingreifende Doppelschneckenextruder können in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: isotrope und heterotrope Rotation.

Unterschied im Funktionsprinzip zwischen koaxialem Doppelschneckenextruder und Einschneckenextruder

Der Aufbau und die Funktion des isotropen Doppelschneckenextruders sind denen des Einschneckenextruders sehr ähnlich, es gibt jedoch große Unterschiede im Funktionsprinzip. Hauptsächlich in folgenden Aspekten:

1. Zwangstransport. Bei gleicher Drehrichtung der Doppelschnecke, beim Eingriff der beiden Schnecken in entgegengesetzter Richtung der Bewegungsgeschwindigkeit, zieht eine Schnecke das Material in den Maschenspalt und die andere Schnecke drückt das Material aus dem Spalt heraus. Das Ergebnis ist, dass das Material von einem Schneckenschlitz zum anderen Schneckenschlitz gelangt und das Material entlang der Schnecke „∞“ geformt ist, um in die Richtung des Maschinenkopfes gezwungen zu werden, transportiert zu werden.
2. Homogenisieren und Mischen. Isotrop rotierende Doppelschnecke im Eingriff am Spalt ist sehr klein, Schneckenzinken und Schneckennutgeschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung, die Relativgeschwindigkeit ist groß, so dass der Eingriffsbereich eine sehr hohe Schergeschwindigkeit hat, Scherkraft ist sehr groß, der Mischeffekt ist weitaus besser als beim Einschneckenextruder und beim anisotrop rotierenden Doppelschneckenextruder.
3. Selbstreinigend. Isotrop rotierender Doppelschneckenextruder, aufgrund der Eingriffszone der Schneckenzinken und der Schneckennutgeschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung ist die relative Geschwindigkeit groß, so dass er eine ziemlich hohe Schergeschwindigkeit hat, jede Ansammlung von an der Schnecke haftendem Material abkratzen kann, es gibt einen sehr guten Selbstreinigungseffekt, so dass die Verweilzeit des Materials sehr kurz ist und es nicht einfach ist, eine lokale Verschlechterung der Verschlechterung zu bewirken.
4. Plastifizierung von Materialien. Die Größe des Schneckenspalts hat großen Einfluss auf die Qualität der Materialplastifizierung. Je kleiner der Spalt, desto größer die Scherkraft, aber auch die Materialmenge durch den Spalt nimmt ab; Je größer der Spalt, desto mehr Material nimmt auf, aber die Scherkraft nimmt ab.
5. Materialverdichtung. Die isotrope Doppelschneckenextruderkomprimierung des Materials ist viel stärker als die Methode, der Gesamteffekt ist gut.
6. Lademethode. Koaxiale Doppelschneckenextruder erfordern eine gleichmäßige quantitative Zuführung, die Verwendung der Dosier-Hunger-Zuführungsmethode.
7. Auspuff. Durch die Hungerfütterung können Förderelemente mit großer Gewindesteigung verwendet werden, so dass die Schneckennut im ungefüllten Zustand drucklos ist, so dass Sie den Auslassabschnitt festlegen können.

Anwendung eines Doppelschneckenextruders

Doppelschneckenextruder können entsprechend der unterschiedlichen Drehrichtung der beiden Schnecken in anisotrope Doppelschneckenextruder und isotrope Doppelschneckenextruder unterteilt werden.

Der ineinandergreifende, gleichläufig rotierende Doppelschneckenextruder wird häufig bei der physikalisch-chemischen Modifikation von Matrixharz verwendet, beispielsweise zum Füllen, Verstärken, Zähmachen, Reaktionsextrudieren usw.

Bei einer Vielzahl von dispergierten Rohstoffen auf Mischbasis sollte ein isotroper Doppelschneckenextruder verwendet werden. Die obige Abbildung zeigt den Geschwindigkeitsvektor der isotropen Doppelschnecke in umgekehrter Richtung, sodass die isotrope Rotation der Doppelschnecke und die isotrope Rotation der Doppelschnecke im Vergleich zu der Scherwirkung viel größer sind und für das Mischen und Formen von PVC ungeeignet sind.

In gemischten Füllstoffkunststoffen werden üblicherweise pulverförmiges Calciumcarbonat, Talkumpuder und Titandioxid verwendet. Die allgemeine Füllstoffmenge liegt bei 30 % bis 60 %, der Füllstoff-Masterbatch beträgt bis zu 80 %. Da der pulverförmige Füllstoff eine große Menge Luft enthält, wird im Schneckenknetbereich die Mischluft abgetrennt, was zu einem Rückfluss der Materialien in die Schneckennut führt, was sich auf die positive Förderung des Pulvers auswirkt und letztendlich die Extrusionsmenge verringert.

Anwendungsbeispiele für Doppelschneckenextruder: glasfaserverstärkte, kraftstoffhemmende Granulierung (z. B. PA6, PA66, PET, PBT, PP, verstärktes PC-Flammschutzmittel usw.); hohe Füllstoffkörnung (z. B. PE, PP gefüllt mit 75 % CaCO3); Pelletierung wärmeempfindlicher Materialien (z. B. PVC, XLPE-Kabelmaterialien); dicker Farbmasterbatch (z. B. 50 % gefüllt mit pigmentiertem Pulver); antistatisches Masterbatch, Legierungen, Farbe, Granulierung mit geringer Füllstoffmischung; Kabelmaterialien; Kabelmaterialien; Kabelmaterialien; Kabelmaterialien. Füllung Co-Mischung Granulierung; Körnung von Kabelmaterial (z. B. Mantelmaterial, Isoliermaterial); Granulierung von XLPE-Rohrmaterial (z. B. Masterbatch zur Heißwasservernetzung); Mischen und Extrudieren von duroplastischen Kunststoffen (z. B. Phenolharze, Epoxidharze, Pulverbeschichtungen); Schmelzklebstoff, PU-Reaktionsextrusionsgranulation (z. B. EVA-Schmelzklebstoff, Polyurethan); K-Harze, SBS-Entgasungsgranulierung usw.

Vor- und Nachteile

Aufgrund der Komplexität des strukturellen Aufbaus und der Verarbeitung des Doppelschneckenextruders ist die theoretische Entwicklung nicht perfekt, aber der kombinierte Aufbau des isotropen Doppelschneckenextruders kann mit einer Vielzahl von geometrischen Formen der Gewindeelemente und Zylinderelemente sowie gemäß der erfahrungstheoretisch-praktischen Prüfung angeordnet und kombiniert werden, so dass er für die unterschiedlichen Mischanforderungen optimiert werden kann, um sich an die Bedürfnisse verschiedener Prozessformeln anzupassen, was den isotropen Doppelschneckenextruder ausmacht eine sehr starke Anpassungsfähigkeit. Hauptsächlich in folgenden Aspekten:

1. Mischleistung: Da die beiden Schnecken miteinander in Eingriff stehen, können je nach Bedarf verschiedene Gewindeelemente wie Anti-Gewinde-Elemente, Eingriffsscheibenelemente, Zahnscheibenelemente usw. hinzugefügt werden, um die Scherung/Mischung präzise zu regulieren, sodass die Mischintensität und die Mischqualität (ob verteiltes oder dispergiertes Mischen) effektiv gesteuert werden können. Dies ist mit einem Einschneckenextruder nicht zu erreichen.
2. Verarbeitungsflexibilität: Gleichläufige Doppelschneckenextruder übernehmen in der Regel die Dosierhungerzuführung, der Ausstoß hängt von der Zufuhrmenge ab, unabhängig von der Schneckendrehzahl, ist eine unabhängig steuerbare Variable und kann daher in einer Maschine flexibel mit einer Vielzahl von Verarbeitungsfunktionen wie Schmelzen, Mischen, Absaugen, Reagieren usw. gehandhabt werden.
3. Steuerbarkeit der Prozessparameter: Mit enger Verweilzeitverteilung, besserer Konvektionswärmeübertragung und präzise gesteuertem Temperaturprofil kann der koaxiale Doppelschneckenextruder einen besseren Scher-Zeit-Temperatur-Verlauf bei der Extrusion erzielen und mechanische Energie in einem größeren Bereich einspeisen, sodass eine bessere Stabilität der Produktqualität erzielt werden kann.
4. Höhere Effizienz der Prozessproduktion: Durch die positive Verdrängungsförderwirkung der Schnecke kann eine größere Vielfalt an Rohstoffen und gemischten Formulierungen bei kürzeren Ausfallzeiten verarbeitet werden.
5. Höhere Wirtschaftlichkeit: Aufgrund der hohen Prozessflexibilität und Produktivität kann ein breiteres Spektrum an Endprodukten mit einem hohen Maß an Konstanz der Produktqualität hergestellt werden, und der Schneckenverschleiß kann durch die Anpassung der Schneckengeschwindigkeit ausgeglichen werden.

Hauptunterschiede zwischen einem anisotropen Doppelschneckenextruder und einem Einschneckenextruder

Was ist das Eingangsprinzip eines anisotropen Doppelschneckenextruders?

In einem anisotropen Doppelschneckenextruder wird das Material ähnlich wie in einer Zahnradpumpe mit positiver Verdrängung gefördert. Der anisotrope Doppelschneckenextruder hat eine niedrige Drehzahl, eine geringe Scherwärmeentwicklung des Materials und ist nicht leicht zu zersetzen, sodass keine hohe thermische Stabilität des Materials erforderlich ist. Er eignet sich besonders zum Formen und Verarbeiten wärmeempfindlicher Materialien (z. B. PVC). Im Vergleich zum isotropen Doppelschneckenextruder weist der isotrope Doppelschneckenextruder eine höhere Fördereffizienz, eine bessere Abgaswirkung und einen besseren Schmelzeffekt auf, obwohl die Materialdispersion und Mischwirkung schlechter ist als die des isotropen Doppelschneckenextruders, aber die Fähigkeit, einen stabilen Druck im Kopf aufzubauen, stärker ist und er daher besser zum direkten Extrudieren von Produkten geeignet ist. Zusätzlich zur Verwendung eines anisotropen Doppelschneckenextruders anstelle eines Einschneckenextruders können Sie den Granulationsprozess vor der Plastifizierung und die direkte Extrusionsverarbeitung von PVC-Pulver eliminieren, wodurch die Produktkosten gesenkt werden. Anisotrope rotierende Doppelschneckenextruder werden hauptsächlich zum Extrudieren von PVC-Rohren verwendet. Profile, Platten und Pelletierung. Parallele anisotrope Doppelschneckenextruder werden mittlerweile auch in großen Produktionslinien für HDHDPE-Rohre eingesetzt.

Bei der Extrusion von PVC-Produkten werden traditionell anisotrope konische Doppelschneckenextruder eingesetzt. In den letzten Jahren gab es jedoch inländische Beispiele für die Anwendung anisotroper konischer Doppelschneckenextruder bei der Extrusion von Polyolefinrohren, und die Praxis hat gezeigt, dass dies weitgehend erfolgreich war. Der Zweck dieser Praxis besteht darin, Energie zu sparen. Ein konischer Doppelschneckenextruder mit 65 Körpern und 132 mm Durchmesser und einer Antriebsmotorleistung von nur 37 kW. Bei der Extrusion von Polyethylenrohren können die Rohrspezifikationen und die Leistung einem 75-mm- oder sogar 80-mm-Einschneckenextruder entsprechen, und im Allgemeinen beträgt die Antriebsleistung eines 75-mm- oder 80-mm-Einschneckenextruders mindestens 90 kW. Im Ausland gibt es bereits fertige parallele anisotrope Doppelschneckenextruder-Extrusionsprodukte, die ausgereift sind. Im Ausland gibt es bereits umfangreiche Erfahrung in der Extrusion von Produkten mit parallelen anisotropen Doppelschneckenextrudern, was in der Tat die inländische Alternative zur Verwendung anisotroper konischer Doppelschneckenextruder ist, oder im Hinblick auf die Kosten der Ausrüstung sind die Herstellungskosten für parallele anisotrope Doppelschneckenextruder höher als die des anisotropen konischen Doppelschneckenextruders.

Diese Verwendungsmethode ist sicherlich keine einfache Alternative, schließlich weisen die Fließeigenschaften von Polyethylenschmelze und PVC-Schmelze offensichtliche Unterschiede auf, so dass für die Extrusion von PVC-Produkten für den anisotropen konischen Doppelschneckenextruder die Notwendigkeit einer Neukonstruktion der Schnecke für die Extrusion von Polyethylen genutzt werden kann; und auch der Kopf sollte entsprechend modifiziert werden. In den letzten Jahren haben einige Leute versucht, Produkte mit isotropen Doppelschneckenextrudern (einschließlich konischem Doppelschneckenextruder und flachem Doppelschneckenextruder) zu extrudieren, und es wurden einige Fortschritte erzielt, aber ich denke, dass es aus Sicht der Energieeinsparung keinen großen Unterschied zwischen isotropem und anisotropem Doppelschneckenextruder gibt und es für isotrope Doppelschneckenextruder schwieriger ist, einen stabilen Druck am Kopf aufzubauen, was nicht so einfach ist wie die direkte Einführung anisotroper Doppelschneckenextruder.

Die Hauptunterschiede zwischen anisotropem Doppelschneckenextruder und Einschneckenextruder sind die folgenden zwei Punkte:

1. Ihre Fördermechanismen unterscheiden sich. Bei der Materialförderung im Einschneckenextruder handelt es sich um eine Schleppströmung. Feststoffe werden durch Reibungswiderstand gefördert, während Schmelzen durch viskosen Widerstand gefördert werden. Der Reibungskoeffizient zwischen Feststoff und Metalloberfläche sowie die Viskosität der Schmelze bestimmen maßgeblich die Förderleistung eines Einschneckenextruders. In einem gegenläufigen Doppelschneckenextruder wird das Material durch positive Verdrängung gefördert. Beim Drehen der Schnecken wird das Material durch die ineinandergreifenden Gewindegänge zwangsweise nach vorne getrieben. Die Förderleistung mit positiver Verdrängung hängt von der Nähe des Gangs einer Schnecke zum Gang der anderen ab. Engmaschige, gegenläufige Doppelschneckenextruder erreichen maximale Verdrängung.
2. Ihre Geschwindigkeitsfelder sind unterschiedlich. Das Geschwindigkeitsprofil in einem Einschneckenextruder ist relativ klar und leicht zu beschreiben, während die Situation in einem Doppelschneckenextruder recht komplex und schwer zu beschreiben ist. Dies ist hauptsächlich auf das Vorhandensein einer Kämmzone im Doppelschneckenextruder zurückzuführen. Die in der Verzahnungszone auftretende komplexe Strömung verleiht dem Doppelschneckenextruder viele Vorteile, wie z. B. ausreichende Durchmischung, gleichmäßige Wärmeübertragung, starke Schmelzfähigkeit und gute Absaugleistung. Es ist jedoch schwierig, den Strömungszustand der Eingriffszone genau zu analysieren.