Выбор оптимального параметра винта: адаптация обработки пластмасс для ПК, ПММА, ПА, ПЭТ, ПВХ

При погружении в сложный мир обработки пластмасс выбор параметров шнека играет решающую роль в определении успеха операции. Давайте рассмотрим нюансы оптимизации параметров шнека для 5 различных видов сырья: ПК (поликарбонат), ПММА (органическое стекло), ПА (нейлон), ПЭТ, ПВХ.

1. Поликарбонат (ПК)

Функции:

Некристаллическая природа с температурой стеклования от 140°С до 150°С и температурой плавления от 215°С до 225°С.

Высокая вязкость, чувствительность к температуре и заметное водопоглощение.

Выбор параметров винта:

а. Учитывая его замечательную термическую стабильность и высокую вязкость, выбор большего соотношения L/D усиливает пластификацию. Эта рекомендация подтверждается данными, указывающими на повышение эффективности пластификации при более высоком удлинении.

б. Проблема расчета скорости плавления требует адаптации степени сжатия ε. Используя эмпирические данные, связанные с обрабатываемостью ПК, предлагается более высокое значение градиента A, попадающее в диапазон 2-3 для большего L2.

в. Включение смесительной структуры в конструкцию шнека позволяет решить проблему высокой вязкости и водопоглощения. Данные, полученные на основе данных, подтверждают утверждение о том, что это дополнение усиливает дезинтеграцию твердого слоя и помогает превращать воду в газ, смягчая потенциальные проблемы переработки.

д. При сохранении совместимости с другими обычными винтами с точки зрения таких параметров, как e, s, φ и зазор ствола, упор на принятие решений на основе данных остается первостепенным.

2. Органическое стекло (ПММА).

Функции:

Температура стеклования 105°C, температура плавления более 160°C и широкий диапазон температур формования.

Высокая вязкость, ограниченная текучесть и выраженное водопоглощение.

Выбор параметров винта:

а. Рекомендуется использовать градиентный винт с соотношением L/D 20–22, учитывая требования к точности конечного продукта. Это предпочтение подтверждается эмпирическими данными, иллюстрирующими корреляцию между конструкцией шнека и точностью изделия.

б. Степень сжатия ε, попадающая в диапазон 2,3–2,6, определяется характеристиками материала. Такой подход, основанный на данных, обеспечивает оптимальные условия обработки ПММА.

в. Учитывая гидрофильную природу ПММА, добавление смесительного кольца на переднем конце шнека подтверждается данными, указывающими на улучшение результатов обработки, особенно с точки зрения водопоглощения.

д. Согласование других параметров с универсальными конструкциями винтов обеспечивает баланс между отраслевыми стандартами и требованиями к конкретным материалам, что подтверждается историческими данными обработки.

3. Нейлон (Пенсильвания)

Функции:

Кристаллические пластмассы различных типов и с узким диапазоном температур плавления, примером которых является PA66 с температурой плавления от 260°C до 265°C.

Низкая вязкость, отличная текучесть, четкая температура плавления и умеренное водопоглощение.

Выбор параметров винта:

а. Выбор винтов мутационного типа с соотношением L/D 18-20 подкреплен историческими данными, иллюстрирующими корреляцию между типом винта и характеристиками кристаллических пластиков.

б. Для предотвращения перегрева и разложения рекомендуется степень сжатия от 3 до 3,5 в сочетании с определенным значением h3, о чем свидетельствуют данные о термической стабильности PA.

в. Точная настройка зазора между стопорным кольцом и цилиндром, а также винтом и цилиндром основана на данных, свидетельствующих о том, что меньший зазор предпочтителен из-за низкой вязкости PA. Рассмотрение возможности использования самоблокирующегося сопла подтверждается данными, указывающими на повышение эффективности обработки в конкретных сценариях.

д. Соблюдение универсальных принципов проектирования винтов для других параметров обеспечивает сбалансированный подход, объединяющий отраслевые стандарты с требованиями к конкретным материалам на основе обширных исторических данных обработки.

4. ПЭТ (полиэтилентерефталат)

Функции:

Обладая температурой плавления от 250°C до 260°C, ПЭТ, полученный выдувным формованием, имеет более широкий диапазон температур формования, примерно от 255°C до 290°C.

ПЭТ, полученный выдувным формованием, обладает высокой вязкостью, причем температура оказывает значительное влияние на вязкость, что приводит к далеко не идеальной термической стабильности.

Выбор параметров винта:

а. Для L/D оптимальным соотношением обычно считается 20, что соответствует трехсегментному распределению с L1 на уровне 50–55% и L2 на уровне 20%.

б. Использование винтов, характеризующихся низким сдвигом и низкой степенью сжатия, обычно около 1,8-2, помогает смягчить такие проблемы, как изменение цвета или непрозрачность, вызванные перегревом сдвига. Чтобы решить эти проблемы, установите h3 на 0,09D.

в. Отсутствие смесительного кольца на переднем конце шнека служит двойной цели: предотвращению перегрева и минимизации проблем с хранением материала.

5. ПВХ (поливинилхлорид)

Функции:

Не имея четкой точки плавления, ПВХ размягчается при 60°C, переходит в вязкоупругое состояние при температуре от 100°C до 150°C и полностью плавится при 140°C. Одновременно он подвергается разложению с выделением газообразного HCl. Быстрое разложение происходит при 170°C, при этом точка размягчения близко совпадает с температурой разложения.

ПВХ обладает плохой термической стабильностью: повышенная температура и длительное воздействие приводят к разложению и затруднению текучести.

Выбор параметров винта:

а. Строгие меры по контролю температуры являются обязательными, поэтому требуется конструкция низкого шнека для предотвращения перегрева.

б. Коррозионностойкие материалы для шнека и цилиндра необходимы из-за коррозионного характера ПВХ.

в. В процессе литья под давлением соблюдение строгого контроля имеет первостепенное значение для учета особых характеристик материала.

д. Идеальные параметры винта включают L/D в диапазоне 16–20, h3 в диапазоне 0,07D, ε в диапазоне 1,6–2 и сегментированное распределение L1 при 40% и L2 при 40%.

е. Чтобы предотвратить накопление материала, рекомендуется отказаться от стопорного кольца и установить головку с конусом 20–30°, что особенно подходит для мягких клеев. В качестве альтернативы, при повышенных требованиях к продукту, предпочтительным является отдельный шнек без измерительной секции, особенно для твердого ПВХ. В таких случаях наличие отверстий для охлаждающей воды или масла в шнеке секции подачи, а также канавок для холодной воды или масла в корпусе машины обеспечивает точный контроль температуры в пределах ±2°C. Такой детальный подход оптимизирует эффективность переработки ПВХ в различных сферах применения.