اختصاصی بسپار/ بهینه‌سازی دمای سیلندر برای رانشگر (اکسترودر)های تک ماردان
بسپار/ایران پلیمراگر دمای سیلندر به درستی تنظیم شود و طراحی ماردان بهینه شود، رانشگر در اوج عملکرد خود کار می‌کند و حداکثر سودآوری را فراهم می‌کند. در غیر این صورت، می‌تواند روی کیفیت و سودآوری تاثیر بگذارد.
تنظیمات دمای سیلندر برای عملکرد بهینه رانشگرها مهم است. دمای سیلندر کلید کنترل انتقال مواد جامد، ذوب شدن و تنظیم دمای تخلیه است. اگر به درستی همراه با طراحی بهینه ماردان تنظیم شود، رانشگر در اوج عملکرد کار می‌کند و حداکثر سودآوری را فراهم می‌کند. اگر دمای سیلندر به درستی تنظیم نشود، بسیاری از عیوب از جمله افزایش ناگهانی (surging) جریان، تخریب بسپار، ذوب ضعیف و کاهش سرعت ممکن است رخ دهد.
مهم است که بدانید نواحی سیلندر نسبت به بخشهای عملکردی ماردان کجا هستند. یعنی شناسایی نواحی سیلندر‌ی که بخشهای انتقال مواد، ذوب و بخشهای پیمایش ماردان را می‌پوشاند. این عملکردهای اساسی همه به دمای سیلندر موضعی بستگی دارد.
تنظیمات اولیه دمای سیلندر را معمولا می‌توان از سازنده بسپار دریافت کرد، یا می‌توان آن‌‌ها را بر اساس دمای ذوب (Tm) برای بسپار‌های نیمه بلوری مانند پلی‌‌اتیلن (PE) یا دمای گذار شیشه‌ای (Tg) برای بسپار‌های اَریخت مانند پلی‌‌استایرن مقاوم دربرابر ضربه (HIPS) تخمین زد. نواحی سیلندر‌ی که نقش انتقال مواد دارد، می‌تواند در ابتدا در Tm به اضافه 50 درجه سلسیوس برای بسپار‌های نیمه بلوری یا Tg به اضافه 50 درجه سلسیوس برای بسپار‌های اَریخت تنظیم شوند.
برای بسپار HIPS با Tg 105 درجه سلسیوس، دمای اولیه سیلندر قابل قبول 155 درجه سلسیوس خواهد بود. نواحی سیلندر که وظیفه ذوب را دارد معمولا حدود 30 تا 50 درجه سلسیوس بالاتر از دمای سیلندر در قسمت انتقال مواد جامد خواهد بود. و در نهایت دمای سیلندر در مخلوط‌‌کن‌‌ها و بخش پیمایش باید نزدیک دمای تخلیه تنظیم شود. این‌‌ها به سادگی نقاط شروع هستند زیرا دمای بهینه سیلندر باید به صورت تجربی تعیین شود.
انتقال مواد جامد
انتقال مواد جامد فرایندی است که به ترکیبی از نیروهای پیش‌برنده و نیروهای کندکننده که به بستر جامد فشرده در کانال خوراک اعمال می‌شود بستگی دارد. انتقال بهینه مواد زمانی اتفاق می‌افتد که نیروهای پیش‌برنده در دیواره سیلندر حداکثر باشد و نیروهای کندکننده در سطح ماردان به حداقل برسد. این نیروها با ضریب اصطکاک دینامیکی نسبت مستقیم دارند. ضریب اصطکاک دینامیکی را می‌توان به صورت تنش برشی در سطح فلز نشان داد.
به عنوان مثال، تنش برشی در سطح فلز برای بسپار HIPS به عنوان تابعی از دمای فلز در شکل 1 نشان داده شده است. حداکثر نیروهای پیش‌برنده در دیواره سیلندر در حداکثر تنش برشی زمانی رخ می‌دهد که دمای دیواره سیلندر در حدود 165 درجه سلسیوس باشد. بنابراین، نواحی سیلندر که وظیفه انتقال مواد جامد را دارد باید در دمایی تنظیم شود که باعت ایجاد دمای 165 درجه سلسیوس در دیواره داخلی سیلندر شود. موقعیت ترموکوپل (عمق و موقعیت محوری) همراه با هر شار انرژی ایجاب می‌کند که نقطه تنظیم دمای ناحیه سیلندر از 150 تا 210 درجه سلسیوس باشد.
دمای بهینه سیلندر برای انتقال مواد جامد برای رانشگری HIPS (یا هر بسپار دیگری) باید به صورت تجربی تعیین شود. برای فرایند بسپار HIPS، نواحی سیلندر‌ی که نقش انتقال مواد جامد را دارد باید در دمای 165 درجه سلسیوس تنظیم شوند و آهنگ رانشگری، فشار تخلیه و جریان موتور برای سرعت ثابت ماردان ثبت شود.
برگردان: دکتر فاطمه خودکار
[email protected]
(ادامه دارد …)
متن کامل این گفت و گو را در شماره256 ماهنامه بسپار که در نیمه بهمن ماه 1402 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
