Samo razumevanje fizičkih opisa predstavljenih u ovom poglavlju može se pokazati dovoljno korisnim za mnoge čitaoce i pomoći im da poboljšaju svoje procese i proizvode.Polimerni ekstruder se koristi za taljenje čvrstog polimera i isporuku rastopljenog polimera za različite procese oblikovanja ili oblikovanja.Vijak je jedina radna komponenta ekstrudera.Sve ostale komponente (motor, mjenjač, spremnik, cijev i matrica, itd.) samo pružaju neophodnu potporu za pravilno funkcioniranje šrafa.Sveukupne funkcije ekstrudera su prikazane u nastavku.
Funkcija hranjenja prijenosa polimera za punjenje iz spremnika u pužni kanal odvija se izvan puža i u suštini ne ovisi o dizajnu puža.Vijak obavlja tri osnovne funkcije: (1) funkciju prijenosa čvrste tvari, (2) funkciju topljenja i (3) funkciju doziranja ili funkciju pumpanja.Tri funkcije zavrtnja se javljaju istovremeno na većini dužine vijka i snažno su međusobno zavisne.Geometrijski naziv vijčanog dijela, kao što je odjeljak za dovod, prikazan u poglavlju 1;Slika 1.3, ne označava nužno jedinu funkciju vijčanog dijela.Na primjer, odjeljak za hranjenje ne samo da obavlja funkciju transporta čvrstog materijala, već i funkcije topljenja i doziranja.Vijak također obavlja i druge sekundarne funkcije kao što su distributivno miješanje, disperzivno miješanje i rafiniranje smicanja ili homogenizacija.Distributivno miješanje se odnosi na prostorno preuređenje različitih komponenti, a disperzivno miješanje se odnosi na smanjenje veličine komponenti kao što je opisano u Poglavlju 2;Odjeljak 2.6.4.Smično rafiniranje se odnosi na homogenizaciju polimernih molekula smicanjem.Ekstruder s jednim pužom je kontinuirana volumetrijska pumpa bez mogućnosti povratnog miješanja i bez pozitivne sposobnosti transporta.Ono što prvo uđe u šraf, prvo izađe iz šrafa.Polimer, kao čvrst ili rastopljen, kreće se niz pužni kanal silama koje na polimer djeluju rotirajući vijak i stacionarna cijev.Ne postoji mehanizam za pozitivno prenošenje polimera duž pužnog kanala prema kalupu.Rotirajući vijak hvata polimer i pokušava njime rotirati polimer.Pretpostavimo da je cijev uklonjena iz ekstrudera ili savršeno podmazana, tako da ne daje otpor kretanju polimera.Tada se polimer jednostavno okreće sa vijkom istom brzinom i ništa ne izlazi iz vijka.Stacionarna cijev daje silu loma rotirajućem polimeru i čini da polimer lagano klizi po površini vijka.Polimer se i dalje rotira dok se vijak trlja o površinu cijevi, ali nešto manjom brzinom od vijka, zbog klizanja.Klizanje polimera na površini vijka duž kanala vijka rezultira izlaznom brzinom.Podmazana površina vijka povećava izlaznu brzinu, ali podmazana površina cijevi štetno smanjuje izlaznu brzinu.Jasno je razumljivo zašto su komercijalni šrafovi visoko polirani i zašto se preferiraju užljebljene cijevi u dijelu za hranjenje.Iako su mnoge komercijalne prakse razvijene empirijski, a ne zasnovane na teorijskim analizama, one se svakako slažu sa osnovnim teorijskim konceptima.Mehanizmi unutar jednopužnog ekstrudera proučavaju se ispitivanjem poprečnih presjeka polimera duž pužnog kanala uzetih iz „eksperimenata sa zamrzavanjem vijka“.U eksperimentu zamrzavanja vijaka koji je pionir Maddock [1], vijak se pokreće kako bi se postigao stabilan rad.Zatim se šraf zaustavlja i na cijev (a i na vijak ako je moguće) primjenjuje se vodeno hlađenje kako bi se polimer zamrznuo unutar kanala za vijke.Cijev se ponovo zagrijava kako bi se polimer otopio, a vijak se gura iz cijevi dok se polimer počinje topiti na površini cijevi.Zatim se očvrsnuta polimerna traka uklanja iz kanala za vijke i reže na mnogim lokacijama kako bi se ispitali poprečni presjeci duž kanala za vijke.Neke obojene pelete se miješaju u hranu kako bi se vizualizirao mehanizam topljenja i obrazac protoka.Obojene pelete zadržavaju svoj oblik ako su ostale čvrste unutar čvrstog sloja prije nego što se vijak zaustavi, ali su se ošišale i postale su pruge unutar bazena taline ako su bile otopljene prije nego što se vijak zaustavio.
Vrijeme objave: Jun-16-2019