Como o design do cilindro de rosca dupla paralela contribui para melhorar a mistura e a homogeneização dos materiais durante o processo de extrusão?

O design do cilindro de rosca dupla paralela desempenha um papel crucial no aprimoramento da mistura e homogeneização durante o processo de extrusão através de vários mecanismos principais:

Parafusos entrelaçados: O design dos cilindros de parafuso duplos paralelos maximiza o contato interfacial entre o material e os parafusos. Os parafusos são projetados com tolerâncias precisas para garantir proximidade, criando um caminho labiríntico para o fluxo de material. Este arranjo intrincado leva a uma extensa dissolução e mistura de materiais. À medida que o material avança através do cilindro, ele passa por ciclos repetidos de compressão, alongamento e cisalhamento, resultando na dispersão completa de aditivos, quebra de aglomerados e mistura de componentes. Os parafusos entrelaçados atuam efetivamente como misturadores dinâmicos, redistribuindo continuamente o material ao longo do comprimento do cilindro para alcançar a homogeneidade ideal.

Profundidade e configuração do canal: A geometria dos canais do parafuso é meticulosamente adaptada para se adequar às propriedades reológicas específicas dos materiais que estão sendo processados. A profundidade, largura e inclinação dos canais são otimizadas para promover transporte e mistura eficiente de materiais. Vários elementos de mistura, como blocos de amassamento, elementos de mistura distributivos e elementos reversos, são estrategicamente posicionados ao longo das hélices da rosca para introduzir turbulência e cisalhamento adicionais. Essa turbulência controlada facilita a mistura em nível macroscópico e molecular, garantindo distribuição uniforme de aditivos e modificadores em toda a matriz polimérica.

Forças de cisalhamento e amassamento: O cilindro de parafuso duplo paralelo gera intensas forças de cisalhamento e amassamento através da ação coordenada dos parafusos entrelaçados e dos elementos de mistura. As forças de cisalhamento surgem das velocidades diferenciais entre os voos dos parafusos adjacentes, fazendo com que as camadas de material deslizem umas sobre as outras e sofram intensa deformação. Esta ação de cisalhamento quebra aglomerados, dispersa aditivos e promove o alinhamento molecular. As forças de amassamento, por outro lado, resultam do entrelaçamento de elementos roscados, que comprimem, esticam e dobram o material à medida que ele atravessa o cano. Essas ações de amassamento facilitam a mistura íntima dos componentes, levando a um fundido homogeneizado com propriedades uniformes e desempenho aprimorado.

Controle de temperatura: O controle preciso da temperatura é essencial para otimizar o fluxo de material e garantir condições de processamento consistentes. O cilindro de parafuso duplo paralelo está equipado com múltiplas zonas de aquecimento e resfriamento, cada uma controlada independentemente para manter o perfil de temperatura desejado. Os elementos de aquecimento embutidos nas paredes do cilindro elevam a temperatura do material para a faixa de processamento necessária, promovendo a fluidez do fundido e melhorando a eficiência da mistura. Por outro lado, canais de resfriamento estrategicamente posicionados evitam o superaquecimento e a degradação térmica do material, mantendo a qualidade e a estabilidade do produto. Ao regular a temperatura durante todo o processo de extrusão, o cilindro permite um controle preciso sobre a viscosidade do material, o tempo de residência e a cinética da reação, resultando em consistência e desempenho superiores do produto.

Distribuição do tempo de residência (RTD): A distribuição do tempo de residência dentro do corpo da rosca dupla paralela é influenciada por fatores como configuração da rosca, propriedades do material e condições de processamento. Os padrões de fluxo complexos gerados pela geometria do parafuso levam a tempos de residência variados para diferentes componentes de materiais. Esta distribuição dinâmica do tempo de residência garante mistura e interação completas entre os constituintes do material, promovendo dispersão uniforme de aditivos e modificadores.

Ventilação e desgaseificação: Os sistemas de ventilação e desgaseificação são integrados em extrusoras de rosca dupla paralelas para remover contaminantes voláteis, ar aprisionado e umidade do fundido. As portas de ventilação estrategicamente posicionadas ao longo do barril permitem a liberação controlada de gases e vapores, evitando porosidade, bolhas e defeitos superficiais no produto final. Sistemas de desgaseificação a vácuo podem ser incorporados para aumentar ainda mais a eficiência da desgaseificação, especialmente para materiais altamente voláteis ou sensíveis à umidade. Ao eliminar gases e impurezas aprisionados, os sistemas de ventilação e desgaseificação contribuem para melhorar a estética do produto, as propriedades mecânicas e a estabilidade do processo, garantindo qualidade e desempenho consistentes.

Parafuso duplo plano WEBER 107MM