이 장에 제시된 물리적 설명을 이해하는 것만으로도 많은 독자가 충분히 유익할 수 있으며 프로세스와 제품을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.폴리머 압출기는 고체 폴리머를 녹이고 다양한 성형 공정을 위해 용융된 폴리머를 전달하는 데 사용됩니다.스크류는 압출기의 유일한 작동 구성 요소입니다.다른 모든 구성요소(모터, 기어박스, 호퍼, 배럴, 다이 등)는 나사가 제대로 작동하는 데 필요한 지원을 제공할 뿐입니다.압출기의 전반적인 기능은 다음과 같습니다.
호퍼에서 스크류 채널로 공급 폴리머를 전달하는 공급 기능은 스크류 외부에서 발생하며 본질적으로 스크류 설계에 의존하지 않습니다.스크류는 (1) 고체 운반 기능, (2) 용융 기능, (3) 계량 기능 또는 펌핑 기능의 세 가지 기본 기능을 수행합니다.세 가지 나사 기능은 대부분의 나사 길이에 걸쳐 동시에 발생하며 상호의존성이 높습니다.1장에 표시된 이송부와 같은 나사 단면의 기하학적 명칭;그림 1.3은 반드시 나사 부분의 유일한 기능을 나타내는 것은 아닙니다.예를 들어, 공급 섹션은 고체 운반 기능뿐만 아니라 용융 및 계량 기능도 수행합니다.스크류는 또한 분배 혼합, 분산 혼합, 전단 정제 또는 균질화와 같은 다른 보조 기능도 수행합니다.분산 혼합은 서로 다른 구성 요소의 공간적 재배열을 의미하며, 분산 혼합은 2장에서 설명한 대로 구성 요소 크기의 축소를 의미합니다.섹션 2.6.4.전단 정제란 전단에 의한 고분자 분자의 균질화를 의미합니다.단일 스크류 압출기는 역혼합 기능과 포지티브 이송 기능이 없는 연속 용적 펌프입니다.나사에 먼저 들어간 것이 나사에서 먼저 나옵니다.고체 또는 용융 상태의 폴리머는 회전하는 스크류와 고정 배럴에 의해 폴리머에 가해지는 힘에 의해 스크류 채널 아래로 이동합니다.스크류 채널을 따라 폴리머를 다이쪽으로 확실하게 전달하는 메커니즘은 없습니다.회전하는 나사는 폴리머를 잡고 폴리머를 회전시키려고 합니다.배럴이 압출기에서 제거되거나 완벽하게 윤활 처리되어 폴리머 이동에 저항이 없다고 가정해 보겠습니다.그런 다음 폴리머는 단순히 동일한 속도로 나사와 함께 회전하고 나사에서 아무것도 나오지 않습니다.고정 배럴은 회전하는 폴리머에 파괴력을 가해 폴리머가 스크류 표면에서 약간 미끄러지도록 만듭니다.폴리머는 스크류가 배럴 표면을 문지르면서 계속 회전하지만 미끄러짐으로 인해 스크류보다 약간 느린 속도로 회전합니다.스크류 채널을 따라 스크류 표면에서 폴리머가 미끄러지면 출력 속도가 발생합니다.윤활 처리된 스크류 표면은 출력 속도를 증가시키지만 윤활 처리된 배럴 표면은 출력 속도를 해로운 수준으로 감소시킵니다.상업용 나사가 고도로 광택 처리된 이유와 공급 섹션의 홈이 있는 배럴이 선호되는 이유는 명확하게 이해됩니다.많은 상업 관행이 이론적 분석을 기반으로 하기보다는 경험적으로 개발되었지만 기본 이론적 개념에는 확실히 동의합니다.단일 스크류 압출기 내부 메커니즘은 "스크류 동결 실험"에서 가져온 스크류 채널을 따라 폴리머 단면을 검사하여 연구됩니다.Maddock이 개척한 나사 동결 실험에서[1], 나사는 정상 상태 작동을 달성하기 위해 작동됩니다.그런 다음 스크류를 멈추고 배럴(및 가능한 경우 스크류에도)에 수냉을 적용하여 스크류 채널 내부의 폴리머를 동결시킵니다.배럴을 다시 가열하여 폴리머를 녹이고, 배럴 표면에서 폴리머가 녹기 시작하면 스크류가 배럴 밖으로 밀려 나옵니다.그런 다음 응고된 폴리머 스트립을 스크류 채널에서 제거하고 여러 위치에서 절단하여 스크류 채널을 따라 단면을 검사합니다.용융 메커니즘과 흐름 패턴을 시각화하기 위해 일부 유색 펠릿을 피드에 혼합합니다.유색 펠렛은 스크류가 정지하기 전에 고체 베드 내부에 고체로 남아 있으면 모양을 유지하지만, 스크류가 정지하기 전에 용융되면 용융 풀 내부에서 깎여져 줄무늬가 됩니다.
게시 시간: 2019년 6월 16일