Различия между двухшнековыми экструдерами и одношнековыми экструдерами при переработке ПВХ

Двухшнековый экструдер является наиболее распространенным оборудованием в индустрии модифицированных пластмасс, широко используемым в промышленности по переработке полимеров и других областях производства и переработки; Разнообразие двухшнековых экструдеров можно разделить на две основные категории: сцепляющиеся и незацепляющиеся, двухшнековые экструдеры с зацеплением можно разделить на две основные категории с изотропным и гетеротропным вращением.

Разница в принципе работы коаксиального двухшнекового экструдера и одношнекового экструдера

Структура и функции изотропного двухшнекового экструдера очень похожи на структуру и функции одношнекового экструдера, но существуют большие различия в принципе работы. В основном в следующих аспектах:

1. Принудительная транспортировка. Включите одно и то же направление вращения двойного шнека, задействуя два винта в направлении, противоположном скорости движения, винт для втягивания материала в зазор сетки, а другой винт для выталкивания материала из зазора, в результате материал из одного винтового паза в другой винтовой паз, материал вдоль винта имеет форму «∞» в направлении головки машины, которую необходимо транспортировать.
2. Гомогенизация и смешивание. Изотропный вращающийся двухшнековый зацепление в зазоре очень мал, винтовые зубцы и скорость винтовой канавки в противоположном направлении, относительная скорость велика, поэтому область зацепления имеет очень высокую скорость сдвига, усилие сдвига очень велико, эффект смешивания намного лучше, чем у одношнекового экструдера и анизотропного вращающегося двухшнекового экструдера.
3. Самоочистка. Изотропный вращающийся двухшнековый экструдер, из-за зубцов шнека в зоне взаимодействия и скорости канавки шнека в противоположном направлении, относительная скорость велика, поэтому он имеет довольно высокую скорость сдвига, может соскребать любые скопления материала, прилипшего к шнеку, наблюдается очень хороший эффект самоочистки, поэтому время пребывания материала очень короткое, и вызвать локальное разрушение разрушения нелегко.
4. Пластификация материалов. Размер винтового зазора оказывает большое влияние на качество пластификации материала. Чем меньше зазор, тем больше сила сдвига, но количество материала за счет этого уменьшается; чем больше зазор, тем больше материала за счет увеличения, но сила сдвига уменьшается.
5. Сжатие материала. Сжатие материала изотропным двухшнековым экструдером намного больше, чем метод, комплексный эффект хороший.
6. Способ зарядки. Коаксиальный двухшнековый экструдер требует равномерной количественной подачи, использования метода дозированной подачи.
7. Выхлоп. В результате голодной подачи можно использовать транспортирующие элементы с большой резьбой, так что винтовая канавка находится в незаполненном состоянии при нулевом давлении, так что можно установить выпускную секцию.

Применение двухшнекового экструдера

Двухшнековые экструдеры можно разделить на анизотропные двухшнековые и изотропные двухшнековые в зависимости от разницы направления вращения двух шнеков.

Двухшнековый экструдер с сеткой и сонаправленным вращением широко используется для физико-химической модификации матричной смолы, такой как наполнение, армирование, упрочнение, реакционная экструзия и т. д.

При дисперсном смешивании различных сырьевых материалов следует использовать изотропный двухшнековый экструдер, и на приведенном выше рисунке показаны вектора скорости изотропного двухшнекового экструдера друг к другу в обратном направлении, поэтому изотропное вращение двухшнекового двигателя и изотропное вращение двухшнекового двигателя по сравнению с эффектом сдвига его гораздо больше, что непригодно для смешивания и формования ПВХ.

В пластиках со смешанными наполнителями обычно используются порошкообразный карбонат кальция, тальк, диоксид титана, общее количество наполнителя от 30% до 60%, маточная смесь наполнителя до 80%. Поскольку порошкообразный наполнитель содержит большое количество воздуха, в зоне шнекового перемешивания воздух смешивания будет отделяться, что приведет к обратному потоку материалов в шнековую канавку, что повлияет на положительную транспортировку порошка и в конечном итоге уменьшит объем экструзии.

Примеры применения двухшнекового экструдера: армированное стекловолокном, топливостойкое гранулирование (например, PA6, PA66, ПЭТ, ПБТ, ПП, огнестойкий поликарбонат и т. д.); грануляция с высоким содержанием наполнителя (например, ПЭ, ПП с содержанием 75% CaCO3.); гранулирование термочувствительных материалов (таких как ПВХ, кабельные материалы из сшитого полиэтилена); густая цветная маточная смесь (например, на 50% наполненная пигментированным порошком); антистатическая маточная смесь, сплавы, цвет, грануляция с низким содержанием наполнителей; кабельные материалы; кабельные материалы; кабельные материалы; кабельные материалы. Заполнение совместного гранулирования; гранулирование материала кабеля (например, материал оболочки, изоляционный материал); Гранулирование труб из сшитого полиэтилена (например, маточная смесь для сшивки в горячей воде); смешивание и экструзия термореактивных пластмасс (таких как фенольные смолы, эпоксидные смолы, порошковые покрытия); термоплавкий клей, реакционно-экструзионное гранулирование ПУ (например, термоплавкий клей EVA, полиуретан); K-смолы, грануляция с удалением летучих веществ SBS и так далее.

Преимущества и недостатки

Из-за сложности конструкции и обработки двухшнекового экструдера теоретическая разработка не идеальна, но комбинированная конструкция изотропного двухшнекового экструдера может быть организована и объединена с различными геометрическими формами резьбовых элементов и элементов цилиндра, а также в соответствии с опытно-теоретическо-практическим контролем, так что ее можно оптимизировать для различных требований к смешиванию, чтобы адаптироваться к потребностям различных технологических формул, что делает изотропный двухшнековый экструдер очень удобным. сильная адаптивность. В основном в следующих аспектах:

1. Производительность смешивания: поскольку два винта взаимодействуют друг с другом, их можно добавлять в зависимости от необходимости в различных резьбовых элементах, таких как элементы с антирезьбовой резьбой, элементы с зацепляющими дисками, элементы с зубчатыми дисками и т. д., чтобы точно регулировать сдвиг/смешивание, чтобы можно было эффективно контролировать интенсивность смешивания и качество смешивания (будь то распределенное или дисперсное смешивание). Этого одношнековому экструдеру не достичь.
2. Гибкость обработки: двухшнековый экструдер с сонаправленным вращением обычно использует дозирующую подачу, производительность зависит от количества подачи, независимо от скорости шнека, является независимо контролируемой переменной и, таким образом, может гибко обрабатываться в машине с различными функциями обработки, такими как плавление, смешивание, вытяжка, реакция и так далее.
3. Контролируемость параметров процесса: благодаря узкому распределению времени пребывания, лучшей конвекционной теплопередаче и точно контролируемому температурному профилю коаксиальный двухшнековый экструдер может получить лучшую историю сдвиг-время-температура при экструзии и вводить механическую энергию в более широком диапазоне, что обеспечивает лучшую стабильность качества продукта.
4. Более высокая эффективность производственного процесса: благодаря прямому вытеснительному действию шнека можно обрабатывать более широкий спектр сырья и смешанных составов с более коротким временем простоя.
5. Более высокая экономичность: благодаря высокой гибкости процесса и производительности можно производить более широкий ассортимент конечной продукции с высокой степенью постоянства качества продукции, а износ шнека можно компенсировать за счет регулировки скорости шнека.

Ключевые различия между анизотропным двухшнековым экструдером и одношнековым экструдером

Каков принцип работы анизотропного двухшнекового экструдера?

В анизотропном двухшнековом экструдере материал транспортируется с положительным смещением, как в шестеренчатом насосе. Анизотропный двухшнековый экструдер имеет низкую скорость вращения, низкое выделение тепла при сдвиге материала, материал нелегко разложить, поэтому он не требует высокой термической стабильности материала и особенно подходит для формования и обработки термочувствительных материалов (например, ПВХ). По сравнению с изотропным двухшнековым экструдером, изотропный двухшнековый экструдер имеет более высокую эффективность транспортировки, лучший эффект вытяжки и эффект плавления, хотя дисперсия материала и эффект смешивания хуже, чем у изотропного двухшнекового экструдера, но способность устанавливать стабильное давление в головке выше, и поэтому он больше подходит для прямой экструзии продуктов. Помимо использования анизотропного двухшнекового экструдера вместо одношнекового экструдера, вы можете исключить процесс предварительной пластификации грануляции, прямую экструзионную обработку порошка ПВХ, так что стоимость продукции снижается. Анизотропный ротационный двухшнековый экструдер в основном используется для экструзии труб ПВХ. Профили, плиты и гранулирование. Параллельный анизотропный двухшнековый экструдер также начал использоваться на крупномасштабной линии по производству труб из полиэтилена высокой плотности.

Анизотропный конический двухшнековый экструдер традиционно используется при экструзии изделий из ПВХ, однако в последние годы появились отечественные примеры применения анизотропного конического двухшнекового экструдера для экструзии полиолефиновых труб, и практика показала, что он во многом успешен. Цель этой практики – экономия энергии. Конический двухшнековый экструдер с корпусом 65, 132 мкм, мощность приводного двигателя составляет всего 37 кВт, при экструзии полиэтиленовых труб характеристики и производительность труб могут быть эквивалентны одношнековому экструдеру диаметром 75 мм или даже 80 мм, и, как правило, одношнековому экструдеру диаметром 75 мм или 80 мм минимальная мощность привода составляет 90 кВт. За рубежом уже есть готовые параллельные анизотропные двухшнековые экструдеры для экструзии продукции. За рубежом уже есть зрелый опыт экструдирования продуктов с помощью параллельного анизотропного двухшнекового экструдера, что является внутренней альтернативой использованию анизотропного конического двухшнекового экструдера на самом деле, или, с учетом стоимости оборудования, затраты на производство параллельного анизотропного двухшнекового экструдера выше, чем у анизотропного конического двухшнекового экструдера.

Этот метод использования, безусловно, не является простой альтернативой, в конце концов, характеристики текучести расплава полиэтилена и расплава ПВХ имеют очевидные различия, поэтому для экструзии изделий из ПВХ для анизотропного конического двухшнекового экструдера необходимо перепроектировать шнек для экструзии полиэтилена; и голова также должна быть соответствующим образом изменена. В последние годы некоторые люди пытаются экструдировать продукты с помощью изотропного двухшнекового экструдера (в том числе конического двойного и плоского двойного экструдера), и был достигнут некоторый прогресс, но я думаю, что с точки зрения энергосбережения нет большой разницы между изотропным и анизотропным двухшнековым экструдером, и изотропному двухшнековому экструдеру труднее установить стабильное давление головки, что не так просто, как непосредственно использовать анизотропный двухшнековый экструдер.

Основные различия между анизотропным двухшнековым экструдером и одношнековым экструдером заключаются в следующих двух моментах:

1. Механизмы их транспортировки различаются. Транспортировка материала в одношнековом экструдере осуществляется скребковым потоком. Твердые тела передаются за счет трения, а расплавы – за счет вязкого сопротивления. Коэффициент трения между твердым материалом и поверхностью металла, а также вязкость расплава во многом определяют пропускную способность одношнекового экструдера. В двухшнековом экструдере встречного вращения материал транспортируется за счет прямого смещения. Когда винты вращаются, материал принудительно продвигается вперед за счет зацепляющихся нитей. Производительность объемной транспортировки зависит от близости витка одного винта к витку другого. Двухшнековые экструдеры с плотным зацеплением и встречным вращением обеспечивают максимальное положительное смещение.
2. Их поля скорости различаются. Профиль скорости в одношнековом экструдере относительно понятен и легко описывается, тогда как ситуация в двухшнековом экструдере достаточно сложна и трудно поддается описанию. В основном это связано с наличием зоны зацепления в двухшнековом экструдере. Сложный поток, возникающий в зоне зацепления, дает двухшнековому экструдеру множество преимуществ, таких как достаточное смешивание, равномерная передача тепла, высокая плавящая способность и хорошие характеристики выхлопа. Однако точно проанализировать состояние течения зоны зацепления сложно.