Como a geometria do cilindro do parafuso de extrusão de filme soprado contribui para o controle da espessura e das propriedades do filme?

A geometria do cilindro do parafuso de extrusão de filme soprado desempenha um papel crucial no controle da espessura e das propriedades do filme através de vários mecanismos:

Distribuição da taxa de cisalhamento: A geometria do cilindro do parafuso, incluindo o passo, a profundidade do voo e a configuração do canal, influencia o comportamento do fluxo do polímero fundido à medida que ele avança no processo de extrusão. Diferentes seções do cilindro da rosca aplicam vários níveis de cisalhamento ao fundido, impactando sua viscosidade e propriedades de fluxo. Por exemplo, a zona de alimentação normalmente apresenta voos mais profundos para facilitar o transporte dos pellets de polímero, enquanto as zonas de compressão e medição podem ter voos mais rasos para aumentar a pressão e o cisalhamento.

Mistura e homogeneização: A geometria do cilindro da rosca afeta diretamente o grau de mistura e dispersão de aditivos, cargas e misturas de polímeros no fundido. Vários elementos, como o perfil de vôo, os elementos de mistura e o passo do parafuso influenciam a intensidade e a eficiência da mistura. Por exemplo, elementos de mistura como misturadores Maddock ou parafusos de mistura distributivos são estrategicamente colocados ao longo do cilindro para melhorar a dispersão dos aditivos e garantir uma distribuição uniforme dentro do fundido. O design das hélices e canais do parafuso pode promover a mistura distributiva e dispersiva, levando a uma melhor homogeneidade do fundido e à uniformidade das propriedades do filme.

Distribuição do tempo de residência: A relação comprimento/diâmetro, a profundidade do voo e o passo do parafuso determinam a distribuição do tempo de residência do polímero fundido dentro da extrusora. Diferentes seções do cilindro do parafuso fornecem tempos de residência variados, impactando a história térmica e a estrutura molecular do polímero. O tempo de residência excessivo pode levar à degradação térmica, enquanto o tempo de residência insuficiente pode resultar em fusão ou mistura incompleta.

Controle de temperatura: A geometria do cilindro da rosca influencia as características de transferência de calor e distribuição de temperatura ao longo do processo de extrusão. Fatores como diâmetro do cilindro, passo do parafuso e mecanismos de resfriamento/aquecimento determinam o perfil térmico experimentado pelo polímero fundido. As variações de temperatura podem afetar significativamente a viscosidade, a cristalinidade e a orientação molecular do polímero, impactando diretamente as propriedades do filme, como clareza, resistência mecânica e estabilidade térmica. Através do controle preciso da geometria do corpo da rosca e das configurações de temperatura, otimizamos a distribuição de temperatura, garantindo condições de processamento uniformes e propriedades consistentes do filme.

Projeto do parafuso: Os recursos específicos do projeto do cilindro do parafuso, incluindo o perfil de voo, a taxa de compressão e os elementos de mistura, podem ser adaptados para atingir objetivos de processamento específicos. Por exemplo, os parafusos de barreira são projetados para otimizar a eficiência de fusão e, ao mesmo tempo, minimizar a degradação por cisalhamento, tornando-os adequados para o processamento de polímeros de alta viscosidade ou materiais sensíveis. Por outro lado, os parafusos de mistura são equipados com elementos de mistura especializados para melhorar a mistura distributiva e dispersiva, levando a uma melhor homogeneidade do fundido e à uniformidade das propriedades do filme.

Pressão da matriz e controle de fluxo: A geometria do cilindro da rosca influencia diretamente a pressão e o perfil de fluxo do polímero fundido à medida que ele entra na matriz. Fatores como passo da rosca, profundidade do voo e taxa de compressão determinam o aumento da pressão e as características do fluxo dentro da extrusora. A pressão adequada e o controle de fluxo são essenciais para obter uma distribuição uniforme da espessura em toda a largura do filme. Ao otimizar a geometria do cilindro da rosca e ajustar os parâmetros do processo, as flutuações de pressão podem ser minimizadas, a instabilidade do fluxo pode ser eliminada e um desempenho de extrusão consistente pode ser garantido. Isso torna a espessura do filme mais uniforme e melhora a qualidade do produto, atendendo aos rigorosos requisitos de diversas aplicações.

Parafuso de sopro de filme extrusor 65MM