Optimale selectie van schroefparameters: kunststofverwerking op maat voor PC, PMMA, PA, PET, PVC

Wanneer u zich verdiept in de ingewikkelde wereld van de kunststofverwerking, speelt de selectie van schroefparameters een cruciale rol bij het bepalen van het succes van de operatie. Laten we de nuances van de optimalisatie van schroefparameters onderzoeken voor 5 verschillende grondstoffen: PC (polycarbonaat), PMMA (organisch glas), PA (nylon), PET, PVC.

1. Polycarbonaat (PC)

Functies:

Niet-kristallijne aard met een glasovergangstemperatuur van 140°C tot 150°C en een smelttemperatuur variërend van 215°C tot 225°C.

Hoge viscositeit, temperatuurgevoeligheid en opmerkelijke waterabsorptie.

Selectie van schroefparameters:

A. In het licht van de opmerkelijke thermische stabiliteit en hoge viscositeit verbetert de keuze voor een grotere L/D-verhouding de plasticisering. Deze aanbeveling wordt onderbouwd door gegevens die wijzen op een verbeterde efficiëntie van de weekmaker bij een hogere aspectverhouding.

B. De uitdaging bij het berekenen van de smeltsnelheid vereist aanpassing van de compressieverhouding ε. Op basis van empirisch bewijs met betrekking tot de bewerkbaarheid van PC wordt een hogere gradiënt A-waarde voorgesteld, die binnen het bereik van 2-3 valt voor grotere L2.

C. De integratie van een mengstructuur in het schroefontwerp zorgt voor zowel hoge viscositeit als waterabsorptie. Datagestuurde inzichten ondersteunen de bewering dat deze toevoeging de desintegratie van het vaste bed versterkt en helpt bij de transformatie van water in gas, waardoor potentiële verwerkingsproblemen worden verzacht.

D. Terwijl de consistentie met andere gewone schroeven behouden blijft in termen van parameters zoals e, s, φ en cilinderspeling, blijft de nadruk op datagestuurde besluitvorming van het grootste belang.

2. Organisch glas (PMMA)

Functies:

Een glasovergangstemperatuur van 105°C, een smelttemperatuur van meer dan 160°C en een breed vormtemperatuurbereik.

Hoge viscositeit, beperkte vloeibaarheid en uitgesproken waterabsorptie.

Selectie van schroefparameters:

A. Een gradiëntschroef met een L/D-verhouding van 20-22 wordt aanbevolen, rekening houdend met de nauwkeurigheidseisen van het eindproduct. Deze voorkeur wordt onderbouwd door empirische gegevens die de correlatie tussen schroefontwerp en productnauwkeurigheid illustreren.

B. De compressieverhouding ε, die binnen het bereik van 2,3-2,6 valt, wordt bepaald door de eigenschappen van het materiaal. Deze datagedreven aanpak zorgt voor optimale verwerkingsomstandigheden voor PMMA.

C. Om de hydrofiele aard van PMMA aan te pakken, wordt de toevoeging van een mengringstructuur aan de voorkant van de schroef ondersteund door gegevens die wijzen op verbeterde verwerkingsresultaten, vooral in termen van waterabsorptie.

D. Door andere parameters op één lijn te brengen met universele schroefontwerpen wordt een evenwicht behouden tussen industriestandaarden en materiaalspecifieke vereisten, zoals onderbouwd door historische verwerkingsgegevens.

3. Nylon (PA)

Functies:

Kristallijne kunststoffen met diverse typen en een smal smeltpuntbereik, bijvoorbeeld PA66 met een smeltpunt tussen 260°C en 265°C.

Lage viscositeit, uitstekende vloeibaarheid, een duidelijk smeltpunt en matige waterabsorptie.

Selectie van schroefparameters:

A. De keuze voor schroeven van het mutatietype met een L/D-verhouding van 18-20 wordt ondersteund door historische gegevens die de correlatie tussen het schroeftype en de kenmerken van kristallijne kunststoffen illustreren.

B. Een compressieverhouding tussen 3 en 3,5, gekoppeld aan een specifieke h3-waarde, wordt aanbevolen om oververhitting en ontleding te voorkomen, zoals blijkt uit thermische stabiliteitsgegevens voor PA.

C. Het nauwkeurig afstellen van de opening tussen de keerring en de cilinder, evenals de schroef en de cilinder, wordt gebaseerd op gegevens die suggereren dat een kleinere opening de voorkeur verdient vanwege de lage viscositeit van PA. De overweging van een zelfsluitend mondstuk wordt ondersteund door gegevens die wijzen op een verbeterde verwerkingsefficiëntie in specifieke scenario's.

D. Het volgen van universele schroefontwerpprincipes voor andere parameters zorgt voor een evenwichtige aanpak, waarbij industriestandaarden worden geïntegreerd met materiaalspecifieke vereisten op basis van uitgebreide historische verwerkingsgegevens.

4. PET (polyethyleentereftalaat)

Functies:

Met een smeltpunt van 250°C tot 260°C vertoont blaasgegoten PET een breder vormtemperatuurbereik, ongeveer 255°C tot 290°C.

Blaasgegoten PET heeft een hoge viscositeit, waarbij de temperatuur een aanzienlijke invloed heeft op de viscositeit, wat resulteert in een minder dan ideale thermische stabiliteit.

Selectie van schroefparameters:

A. Voor L/D wordt doorgaans aangenomen dat de optimale verhouding 20 is, met een distributie in drie segmenten met L1 van 50%-55% en L2 van 20%.

B. Het gebruik van schroeven die worden gekenmerkt door een lage schuifkracht en een lage compressieverhouding, doorgaans rond de 1,8-2, helpt problemen zoals verkleuring of ondoorzichtigheid veroorzaakt door oververhitting door schuifkracht te verminderen. Om deze zorgen verder weg te nemen, stelt u h3 in op 0,09D.

C. De afwezigheid van een mengring aan de voorkant van de schroef heeft een tweeledig doel: het voorkomen van oververhitting en het minimaliseren van zorgen over materiaalopslag.

5. PVC (polyvinylchloride)

Functies:

Omdat er geen duidelijk smeltpunt is, wordt PVC zacht bij 60°C, komt in een visco-elastische toestand bij 100°C tot 150°C en smelt volledig bij 140°C. Tegelijkertijd ondergaat het ontbinding, waarbij HCl-gas vrijkomt. Snelle ontleding vindt plaats bij 170°C, waarbij het verwekingspunt nauw op één lijn ligt met het ontledingspunt.

PVC vertoont een slechte thermische stabiliteit, waarbij verhoogde temperaturen en langdurige blootstelling leiden tot ontbinding en gehinderde vloeibaarheid.

Selectie van schroefparameters:

A. Strenge temperatuurbeheersingsmaatregelen zijn absoluut noodzakelijk, waardoor een ontwerp met een lage schroef noodzakelijk is om oververhitting te voorkomen.

B. Corrosiebestendige materialen voor de schroef en de cilinder zijn essentieel vanwege de corrosieve aard van PVC.

C. Bij het spuitgietproces is het handhaven van strikte controle van het grootste belang om de bijzondere eigenschappen van het materiaal aan te pakken.

D. Ideale schroefparameters omvatten L/D binnen het bereik van 16-20, h3 bij 0,07D, ε variërend van 1,6-2, en een gesegmenteerde verdeling van L1 bij 40% en L2 bij 40%.

e. Om materiaalophoping te voorkomen, wordt het weglaten van een controlering en het inbouwen van een kopconus van 20°-30° aanbevolen, met name geschikt voor zachte lijmen. Als alternatief kan bij hogere producteisen een aparte schroef zonder meetgedeelte voordelig zijn, vooral bij hard PVC. In dergelijke gevallen zorgt de integratie van koelwater- of oliegaten in de schroef van het toevoergedeelte, samen met koudwater- of oliegroeven in de machinecilinder, voor een nauwkeurige temperatuurregeling binnen ±2°C. Deze genuanceerde aanpak optimaliseert de verwerkingsefficiëntie van PVC in diverse toepassingen.