اکستروژن پلاستیک| اکسترودر دو پیچ همسوگرد

اکسترودر دو پیچ همسوگرد از تجهیزات متداول در تولید انواع کامپاند پلاستیک از جمله کامپاند پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی کربنات، ای بی اس و... می‌باشد. این تجهیزات برای تولید انواع آلیاژ پلیمری، گرانول و مستربچ‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.در این مقاله به بررسی انواع اکسترودر دو مارپیچ همسوگرد پرداخته شده است.

 

اکسترودر چیست و انواع آن

اکسترودر یکی از متداول ترین تجهیزات در تولید انواع پلیمر و پلاستیک است. انواع لوله، پروفیل، ورق، گرانول و مستربچ با اکسترودرها تولید می‌شوند. علاوه بر آن اکسترودر قلب اصلی بسیاری از روش‌های تولید دیگر از جمله اکستروژن دمشی و اکستروژن بادی می‌باشد. اکسترودرهای مورد استفاده در صنایع مختلف را می‌توان به صورت زیر دسته بندی کرد.

اکستروژن کوبه ای یا Ram extrusion 

 در حال حاضر فقط برای تولید تفلون و پلی اتیلن فوق سنگین یا UHMWPE مورد استفاده قرار می‌گیرد.در این نوع اکسترودر مواد اولیه به صورت یک شمش جامد در داخل سیلندر قرار گرفته و با اعمال فشار کوبه و همچنین حرارت مذاب شده و اکسترود می‌شود.

اکسترودر سیاره ای

در این نوع اکسترودرها چندین مارپیچ کوچک (6    معمولا تا 8 مارپیچ) حول مارپیچ بزرگ در حال چرخش هستند. خروجی این اکسترودر یکنواخت نیست و باید با یک اکستروژن تک پیچ همراه شود.

اکسترودر رفت و برگشتی یا Buss-Kneader

حرکت مارپیچ هم به صورت رفت و برگشت و هم به صورت چرخشی است. عملیات اختلاط در اکسترودر رفت و برگشتی بالا است.این اکسترودرها نسبت طول به قطر یا L/D  پایینی دارند و در محدوده 13 تا 16 قرار دارد و مصرف انرژی پایینی دارند. خروجی در اکسترودر بوس-نیدر یکنواخت نبوده و باید با یک اکسترودر تک پیچ همراه شود. این تجهیزات آمیزه سازی پی وی سی (بخصوص پی وی سی نرم) و برخی پلیمرهای دیگر استفاده می‌شود.

اکسترودر تک پیچ

اکسترودر تک پیچ از متداول ترین انواع اکسترودر در تولید پلیمر  و پلاستیک هستند که در مقاله ای به صورت اختصاصی به آن پرداخته شده است.

اکسترودر دو پیچ همسوگرد

این اکسترودرها بیشتر در تولید پی وی سی و برخی پلیمرهای حساس به دما کاربرد دارند. اکسترودر دو پیچ غیر همسوگرد در مقاله اختصاصی بررسی شده است.

 

 

 

بررسی اکسترودر دو پیچ همسوگرد

 

اکسترودرها دو پیچ همسوگرد به شکل گسترده ای در تولید انواع پلاستیک بخصوص کامپاند و مستربچ پلاستیک‌هایی چون پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی کربنات و... مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکسترودرها دو پیچ همسوگرد عمدتا درهم فرو رفته هستند و خاصیت خود تمیزشوندگی دارند، در نتیجه تغییر رنگ و فرمولاسیون با کمترین ضایعات در این اکسترودرها قابل انجام است. سیلندر و مارپیچ در اکسترودر همسوگرد به صورت ماژولار ساخته شده و با مانند یک پازل برای برای اساس محصول و فرمولاسیون قابل طراحی و چیدمان می‌باشد. بیشتر قسمت‌های این مارپیچ دو پیچ عمدتا به صورت چندکاناله است. از جمله کامپاندهای پر شده با کربنات کلسیم، تالک، الیاف شیشه و... با این تجهیزات تولید می‌شوند.

 

طراحی مارپیچ  اکسترود همسوگرد 

اکسترودرهای دو پیچ را می‌توان از نظر نوع چرخش، درهم رفتگی و میزان در هم رفتگی به سه نوع اصلی تقسیم بندی کرد.

 

1-اکسترودر هم سوگرد و ناهمسوگرد

در مورد پیچ های همسوگرد پیچ با زاویه ای در مسیر مشابه یا هر دو به سمت راست یا هر دو به سمت چپ میچرخد. در مورد ناهمسوگرد که در آن پیچ با زاویه در جهت عکس پسچ دیگر میچرخد.

 

2-اکسترودر در هم فرو رفته و غیر در هم فرورفته

 

پیچ میتواند در هم رفته باشه یا بدون در هم رفتگی باشد. در هم رفتگی به صورتی است که پره ی یک پیچ به کانال پیچ دیگر نفوذ می کند .

3-اکسترودر درهم رفته کامل و نیمه در هم رفته

پیچ میتواند به صورت کامل در هم رفتگی داشته باشد پره ها یک پسچ را به طور کامل پر کرده  یا قسمت های از آن در هم رفتگی داشته باشند و درگیر باشد.

 

مقایسه انواع اکسترودرها

پارامتر	تک پیچ	دو پیچ همسوگرد	دو پیچ ناهمسوگرد
حرکت مواد	جریان درگ	پمپ مثبت	پمپ مثب
قدرت میکس	ضعیف	متوسط تا بالا	بالا
میزان تنش	بسته به طراح اکسترورد	بسته به طراح اکسترورد	بسته به طراحی اکسترودر
خود تمیز شوندگی	ندارد	دارد	تا حدی
بهره وری انرژی	پایین	متوسط	بالا
سرعت پیچ rpm	50-300	25-300	50-100

 

L/D  دستگاه دو پیچ عموما بالا می‌باشد که تا حدود 60 نیز می‌باشد( L/D  متداول اکسترودر دو پیچ 40 تا 48 می‌باشد.) تعداد ماژول‌ها 8 تا 10 تکه می‌باشد که طول هرکدام 1 تا 4 برابر قطر مارپیچ طراحی می‌شوند.

 

خوراک دهی در اکسترودر دو پیچ همسوگرد

در این تجهیزات خوراک دهی هم به صورت مستفیم و هم به صورت خوراک دهی جانبی قابل انجام است. خوراک دهی جانبی از جمله مزایا این تجهیزات بخصوص در برای تولید کامپاند پر فیلر می‌باشد.

 

نیدینگ بلاک یا صفحات آسیابی

انواع صفحات آسیابی از نوع 30، 45 و 90 درجه هستند. صفحات آسیابی را می‌توان به صورت چپ گرد تنظیم گرد که سبب برگشت مواد می‌شود.

عرض صفحات آسیابی

هرچه عرض صفحات آسیابی بیشتر باشد اختلاط انجام شده بهتر خواهد بود.