Samotné pochopenie fyzikálnych popisov uvedených v tejto kapitole sa môže ukázať ako dostatočne prospešné pre mnohých čitateľov a pomôcť im zlepšiť ich procesy a produkty.Polymérový extrudér sa používa na roztavenie pevného polyméru a dodanie roztaveného polyméru na rôzne tvarovacie alebo tvarovacie procesy.Skrutka je jedinou pracovnou súčasťou extrudéra.Všetky ostatné komponenty (motor, prevodovka, násypka, valec a matrica atď.) len poskytujú potrebnú oporu pre správnu funkciu skrutky.Celkové funkcie extrudéra sú znázornené nižšie.
Funkcia podávania spočívajúca v prenose privádzaného polyméru z násypky do závitovkového kanála prebieha mimo závitovky a v podstate nezávisí od konštrukcie závitovky.Závitovka vykonáva tri základné funkcie: (1) funkciu dopravy pevných látok, (2) funkciu tavenia a (3) funkciu dávkovania alebo funkciu čerpania.Tri funkcie skrutiek sa vyskytujú súčasne na väčšine dĺžky skrutky a sú navzájom silne závislé.Geometrický názov sekcie skrutky, ako je sekcia podávania, zobrazený v kapitole 1;Obr. 1.3 nevyhnutne neoznačuje jedinú funkciu skrutkovej časti.Napríklad plniaca časť vykonáva nielen funkciu dopravy pevných látok, ale aj funkcie tavenia a dávkovania.Závitovka tiež vykonáva ďalšie sekundárne funkcie, ako je distribučné miešanie, disperzné miešanie a šmyková rafinácia alebo homogenizácia.Distribučné miešanie sa týka priestorového preskupenia rôznych komponentov a disperzné miešanie sa týka zmenšenia veľkosti komponentov, ako je opísané v kapitole 2;Časť 2.6.4.Šmyková rafinácia sa týka homogenizácie molekúl polyméru šmykom.Jednozávitovkový extrudér je kontinuálne objemové čerpadlo bez schopnosti spätného miešania a bez schopnosti pozitívnej dopravy.Čo ide do skrutky ako prvé, zo skrutky ako prvé vychádza.Polymér, ako tuhá látka alebo tavenina, sa pohybuje nadol závitovkovým kanálom silami vyvíjanými na polymér rotujúcou závitovkou a stacionárnym valcom.Neexistuje žiadny mechanizmus na pozitívny transport polyméru pozdĺž závitovkového kanála smerom k matrici.Rotujúca skrutka uchopí polymér a snaží sa ním otočiť polymér.Predpokladajme, že valec je vybratý z extrudéra alebo dokonale namazaný, takže nekladie žiadny odpor pohybu polyméru.Potom sa polymér jednoducho otáča so skrutkou rovnakou rýchlosťou a zo skrutky nič nevyteká.Stacionárny valec dáva lámacu silu rotujúcemu polyméru a spôsobuje, že polymér mierne kĺže po povrchu skrutky.Polymér sa stále otáča s trením skrutky o povrch hlavne, ale o niečo nižšou rýchlosťou ako skrutka, kvôli kĺzaniu.Kĺzanie polyméru na povrchu skrutky pozdĺž kanála skrutky vedie k výstupnej rýchlosti.Namazaný povrch skrutky zvyšuje výkon, ale namazaný povrch valca škodlivo znižuje výkon.Je jasne pochopiteľné, prečo sú komerčné skrutky vysoko leštené a prečo sa uprednostňujú drážkované valce v podávacej časti.Hoci mnohé obchodné praktiky boli vyvinuté skôr empiricky ako na základe teoretických analýz, určite súhlasia so základnými teoretickými konceptmi.Mechanizmy vo vnútri jednozávitovkového extrudéra sa študujú skúmaním prierezov polyméru pozdĺž závitovkového kanála získaných z „experimentov so zmrazovaním závitovky“.V experimente so zmrazovaním skrutiek, ktorý propagoval Maddock [1], sa skrutka spúšťa, aby sa dosiahol ustálený stav.Potom sa závitovka zastaví a na valec (a tiež na závitovku, ak je to možné) sa aplikuje vodné chladenie, aby sa zmrazil polymér vo vnútri závitovkového kanála.Valec sa znova zahreje, aby sa polymér roztavil, a skrutka sa vytlačí z valca, keď sa polymér začne topiť na povrchu valca.Potom sa stuhnutý polymérový prúžok vyberie zo skrutkového kanála a nareže sa na mnohých miestach, aby sa preskúmali prierezy pozdĺž skrutkového kanála.Niektoré farebné pelety sú primiešané do krmiva, aby sa vizualizoval mechanizmus tavenia a vzor toku.Farebné pelety si zachovajú svoj tvar, ak zostali pevné v pevnom lôžku pred zastavením závitovky, ale strihajú sa a stávajú sa pruhmi vo vnútri taveniny, ak boli roztavené pred zastavením závitovky.
Čas odoslania: 16. júna 2019