Почему одноклетный экструдер не может повторить производительность микширования двойника?

Люди часто спрашивают: почему не может быть воспроизведено смешанное или составное производительность параллельного двойного скрипта с противостоянием для противостояния?

Основные преимущества двойного винта:

Точный контроль смешивания и сдвига по всей винтной канавке

Во-первых, двойные винты могут переносить весь канал, заполненный полимером, от одного винта в другой несколько раз, что достигает полного смешивания.

При достижении этого полного переноса переноса в канавке большая часть переносимых полимеров может быть подвергнута очень низкому сдвигу, в то время как только небольшая часть подвергается чрезвычайно высоким сдвигу, просто изменяя глубину противоположных канавков или используя смешанные хребты.

Кроме того, винт проходит на холостом ходу, позволяя пройти достаточно места для этой передачи. Из -за сетки винтовых элементов эта перенос происходит с минимальным падением давления и, следовательно, минимальной потерей производства.

Ограничения отдельного винта:

Противоречие между падением давления и распределением сдвига

В одном винте падение давления в зоне высокого сдвига (которое необходимо для интенсивного смешивания) является ограничивающим фактором, поскольку оно приводит к потере пропускной способности и повышению температуры расплава. Повторяя этот процесс несколько раз, двойные винты могут достичь довольно интенсивного и тщательного смешивания без перегрева.

Независимо от типа экструдера, для полного диспергирования добавок и даже других полимеров требуется мощное смешивание сдвига (поскольку многие материалы являются частично совместимыми друг с другом или формируют агломераты, которые требуют высокого сдвига для распада).

Смешивание в одном винте в основном ограничено прохождением полимера вниз по винту. Скорость сдвига и возникающие вниз по течению скорость являются наибольшей в верхней части ствола или канала и минимальны или, возможно, нулевой в корне винта.

Смешивание в одноквадратичном прямоте в основном ограничено потоком полимера вдоль винтового канала. Скорость сдвига и результирующая скорость ниже по течению максимально в верхней части стенки ствола или канавки, и минимальны или потенциально нулевые на корне винта. Поскольку расплавленный полимер сильно прилипает к поверхностям ствола и винта, силы сдвига, генерируемые полимером, когда винт вращается в стволе, являются основной движущей силой. По сути, в силовом балансе полимеров ствол вращается вокруг винта, с движущейся поверхностью ствола в контакте с полимером, обеспечивающим перенос. На прикрепленной диаграмме эти скорости представлены как VB и V0.

Стратификация скорости также приводит только к частичным 'переворачиванию ' полимера в винтовой канавке. Одно это затрудняет полное смешивание материала внутри винтовой канавки. Кроме того, из-за непрерывного истончения сдвига вязкости от стенки ствола до корня винта, материал в канавке с одним склевом имеет тенденцию оставаться в относительно постоянном радиальном положении.

Гибкая конструкция с двумя винтами:

Баланс между множественным высоким сдвигом и общим сдвигом

Чтобы преодолеть это ограничение, для прерывания и перенаправления расплава полимерного расплава используются различные типы смесителей и дополнительных потоков. Тем не менее, эти устройства создают сопротивление потока, снижают выход и повышают температуру расплава. Все полимеры должны неоднократно проходить через такие устройства, чтобы достичь единообразии.

Двойные винты могут наносить высокий сдвиг с небольшими приращениями, изменяя глубину винтовой канавки несколько раз и/или с использованием смешивающих ребра, ограничивая общий сдвиг, испытываемый всем расплавом. Это трудно достичь в одном винте, и в большинстве случаев даже не возможно, так как это требует жестких зазоров или ограничений потока для получения высоких скоростей сдвига.

Один винт должен иметь определенную глубину канавки для достижения желаемой пропускной способности и температуры плавления. Это ограничивает использование нескольких зон с высоким сдвигом, что очень полезно для двух винтов, потому что обмен материалами между винтами позволяет применять высокий сдвиг только к небольшой части полимера путем переноса полимера в другую канавку.

Особенности миксера Мэддока

Существует много однокварновых смешиваний и барьерных полетов, которые могут добавить некоторое смешивание в один винт, хотя наиболее в основном помогают плавить путем предотвращения прохождения необычного материала. Интересно, что одним из самых ранних и самых популярных смесителей с одним спервами был микшер типа Мэддока, который объединил два принципа двойника. Один-это полная оборот »всего расплава и применение коротких всплесков высокого сдвига, когда полимер проходит через барьер от входа в рот.

Миксеры Maddock разработаны с учетом характеристик смешивания с двумя скважинами: полный оборот полимера и ограниченный высокий сдвиг.

Несмотря на то, что в принципе он довольно эффективен, он в основном ограничивается 'единственным применением ', потому что его неотъемлемое падение давления снижает пропускную способность и значительно повышает температуру расплава, что затрудняет использование нескольких секций смешивания. Спиральные конструкции Maddock также доступны, но они предлагают минимальное улучшение падения давления. Многие другие смесители с однокварным станцией просто разделяют расплав при низком сдвиге, в первую очередь для гомогенизации температуры, но не имеют высокого сдвига, необходимого для мощного смешивания.