مقالات

خصوصیات شارش مذاب بسپارها در فرایند رانشگری

بسپار/ایران پلیمر- برای دستیابی به درکی صحیح از کل فرایند رانشگری، نیاز است خصوصیات موادی که فرایند می‌شوند را شناخته و درک کرده باشیم. ویژگی‌های بسپارها تا حد زیادی، طراحی مناسب دستگاه و رفتار فرایند را تعیین می‌کند. دو گروه اصلی از خواص که در فرایند رانشگری مهم هستند؛ شامل خواص شارش و خواص گرمایی می‌باشد. در این جا تنها به شارش­شناسی (ریولوژی) پرداخته می‌شود. این خواص مرتبط با جریان و تغییر شکل مواد بوده و در نواحی نرم ‌شدن، انتقال مذاب و شکل‌دهی قالب مهم هستند. در متن حاضر خصوصیات شارش­شناسی برای توده مواد شامل چگالی، ضریب اصطکاک، شکل و اندازه ذرات و سایر موارد به همراه تعاریفی پایه‌ای از مکانیک سیالات و تاثیر عوامل دما و فشار بر پارامترهای سیالات مذاب و رفتار گرانروکشسان مواد رانشگری‌شده و اندازه‌گیری آن بررسی خواهد شد.

 

مقدمه

رانشگری یکی از روش‌های شکل‌دهی بسپارها بوده و بسیار انعطاف­پذیر می‌باشد. فرایند‌های رانشگری در دستگاه رانشگر انجام می شود. رانشگر مجموعه سیلندر و ماردان است که به عنوان بدنه و واحد اصلی تولید محصولات بسپار کاربرد دارد. یکی از مهم­ترین ویژگی بسپارها سهولت شکل‌پذیری آن­ها است. برای دستیابی به شکل‌پذیری و حفظ ویژگی‌های مطلوب، درنظر داشتن خواص فرایند رانشگری حیاتی است. اصول طراحی دستگاه‌ها و ماشین‌آلات فرایند بسپار‌ها و تولید محصولات آن، بر پایه شناخت اصول و خواص یادشده استوار است. خواص شارش­شناسی چگونگی تغییر شکل مواد را زمانی که یک تنش معین برای هدفی مشخص به­کار می‌رود، توصیف می‌کند. خواص شارش­شناسی توده مواد در ناحیه قیف تغذیه رانشگر حائز اهمیت میباشد.

 

بحث

خصوصیات توده مواد

برخی از خواص بسیار مهم توده مواد؛ چگالی توده، ضریب اصطکاک و اندازه و شکل ذرات هستند. با استفاده از این خواص، رفتار جابه­ جایی توده مواد را می توان با دقتی مناسب توصیف‌ کرد.

 

چگالی توده

چگالی توده، چگالی ذرات بسپار شامل حفرات بین ذرات است. چگالی توده از طریق پر کردن ظرفی با حجم معین (۱ لیتر یا بیشتر) با توده مواد و بدون اعمال فشار یا ضربه زدن تعیین می‌شود. سپس محتوا توزین شده و چگالی توده با تقسیم وزن مواد به حجم بدست می‌آید. به منظور دستیابی به نتایج تجدید‌پذیر، ابعاد ظرف باید چندین برابر بزرگ­تر از ابعاد مخصوص باشد[۲].

مواد با چگالی توده کم (ρb <0.2g/cc)، چه در قیف تغذیه و چه در بخش خوراک­گیر رانشگر تمایل به ایجاد مشکلات انتقال مواد دارند. موادی با ذرات دارای شکل نامنظم، چگالی توده کم دارند، مانند ضایعات لیفی یا ضایعات فیلم (تکه و پرک شده). هنگامی­که چگالی توده کم است، آهنگ شارش جرمی نیز کم خواهد شد. بنابراین، ممکن است آهنگ انتقال مواد برای تامین مناطق پایین دست فرایند (نرم‌شدن و انتقال مذاب) با داشتن مواد کافی نیز، نامناسب باشد. دستگاه‌ها و رانشگرهای ویژه ­ای برای کار با مواد با چگالی توده کم طراحی شده­اند.

یک خوراک‌دهنده فشرده­ ساز (Crammer) همان­طور که در شکل ۱ نشان داده شده است، دستگاهی برای بهبود انتقال مواد از قیف تغذیه به درون سیلندر رانشگر است.


[EasyDNNGallery|22357|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

 رانشگرهای ویژه با قطر بخش خوراک بزرگتر، نسبت به نواحی گذار (انتقال) و پیمایش طراحی شده است.

دو پیکربندی ممکن، که هر دو مقبولیت تجاری یافتند، در شکل ۲ نشان داده شده است.

[EasyDNNGallery|22356|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

[EasyDNNGallery|22358|Width|400|Height|400|position||resizecrop|False|lightbox|False|title|False|description|False|redirection|False|LinkText||]

بسیار مهم است که بدانید چگونه چگالی توده با فشار تغییر می‌کند، به این دلیل که تراکم پذیری توده مواد، تا حد زیادی رفتار انتقال مواد را تعیین می‌کند. تراکم با بازآرایی ذرات و تغییر شکل واقعی آن­ها رخ می‌دهد. بنابراین، بهتر است برای اشاره به این خاصیت از آن با عنوان بازآرایی تراکم پذیری یاد شود. گفته می­شود که تفاوت بین سیالیت آزاد و غیرآزاد در یک بازآرایی تراکم پذیری در حدود ۲۰ % است [۳].

سایر کارهای تحقیقاتی[۴] مرز بین سیالیت آزاد و غیرآزاد را در زاویه سکون حدود ۴۵ درجه قرار داده­اند. زاویه سکون، زاویه­ای است که بین کناره توده مخروطی شکل از مواد و سطح افقی تشکیل می­شود. این مرزهای بیان شده بیانگر شارش‌پذیری ذرات مواد نیست. از مواد با سیالیت آزاد و غیرآزاد به ترتیب به عنوان مواد غیرچسبنده و چسبنده نیز یاد می شود. هنگامی که بازآرایی تراکم پذیری حدود ۴۰% است، مواد تمایل بسیار شدیدی به جمع شدن در قیف تغذیه دارند و احتمال مشکلات تخلیه، بسیار زیاد خواهد بود. امتحان این­که مواد تمایل به جمع­شدگی و انباشته شدن دارند با فشردن نمونه ای از آن­ها در دست و بررسی وضعیت آن­ها بعد از فشردگی نیز قابل بررسی کیفی است. محققان بسیاری ویژگی‌های فشرده‌سازی توده‌های مواد را مطالعه کرده‌اند، در تعدادی از این مطالعات به توده‌های بسپارها پرداخته شده است[۱۶-۵].


(ادامه دارد…) 

متن کامل این مقاله را در شماره ۱۸۳ام  ماهنامه  بسپار که در آذر ماه منتشر شده است بخوانید. 


در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکارخانم ارشاد .تماس بگیرید. امکان اشتراک آنلاین بر روی صفحه اصلی همین سایت وجود دارد.



برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن