1. Fatores do Equipamento: Determinando o Limite Superior de Eficiência de Transporte
Projeto e desgaste do parafuso
Configuração do parafuso: Diferentes designs de parafuso (como rosca completa convencional, tipo barreira-e tipo dividido-) afetam diretamente a eficiência do transporte de sólidos e a capacidade de criação de pressão de fusão-. Para materiais-sensíveis ao cisalhamento, como PVC, normalmente são usados parafusos do tipo gradiente ou escalonado, com uma taxa de compressão variando de 2,5:1 a 3,5:1. Se a taxa de compressão for muito baixa, a pressão de fusão será insuficiente; se for muito alto, o calor de cisalhamento excessivo pode causar a decomposição do PVC.
Grau de desgaste: Esta é uma consideração importante ao avaliar equipamentos usados. A folga radial entre o parafuso e o cilindro é um indicador crítico. Para processamento de PVC, a folga ideal é normalmente de 0,1–0,3 mm. Quando esta folga aumenta devido ao desgaste, o material fundido flui de volta através dos espaços entre as hélices da rosca, causando uma queda acentuada na eficiência do transporte. Por exemplo, para uma rosca de 65 mm, se a folga aumentar de 0,2 mm para 0,5 mm devido ao desgaste, a velocidade máxima de transporte poderá diminuir de 20% a 30%.
Estrutura do Barril
Projeto da porta de alimentação: O formato, as dimensões e a presença de um sistema de resfriamento forçado na porta de alimentação afetam a densidade aparente do pó de PVC e a eficiência de alimentação. Portas de alimentação mal projetadas podem facilmente levar a “pontes” ou alimentação irregular.
Sistema de matriz e filtragem
Resistência da matriz: Um projeto complexo do canal de fluxo da cabeça da matriz, taxa de compressão excessiva ou uma seção de formação excessivamente longa podem aumentar a contrapressão no fluxo de fusão, reduzindo assim a velocidade de transporte.
Filtros e Placas Manifold: Quanto maior a contagem de malhas e maior o número de camadas de filtro, maior será a resistência ao fundido, resultando em uma diminuição na velocidade de transporte. Ao mesmo tempo, os filtros também servem para remover impurezas e aumentar a eficiência da mistura.
2. Fatores Materiais: Fatores que Afetam a Resistência ao Fluxo
Formulação: Este é o método de controle mais flexível e comumente usado na produção.
Lubrificantes: Quantidades excessivas de lubrificantes externos (como parafina ou cera PE) podem formar uma película-superlubrificada, fazendo com que o material fundido deslize ao longo da parede do cilindro e reduzindo a eficiência do transporte. Lubrificantes internos insuficientes (como ácido esteárico ou cera de óxido de polietileno) aumentam o atrito intermolecular dentro do fundido, levando a uma maior viscosidade do fundido, menor fluidez e redução da velocidade de transporte.
Cargas: A adição de cargas como o carbonato de cálcio aumenta a viscosidade do fundido e a resistência ao fluxo, reduzindo assim a velocidade de transporte. Para melhorar o fluxo, a quantidade de lubrificante normalmente precisa ser ajustada de acordo.
Modificadores de impacto: A adição de modificadores como o CPE também aumenta a viscosidade do fundido, o que tem um certo impacto negativo na velocidade de transporte.
Propriedades da resina
Peso molecular e distribuição: Peso molecular mais alto resulta em maior viscosidade de fusão e fluxo mais difícil, levando a uma diminuição correspondente na velocidade de transporte. Resinas com ampla distribuição de peso molecular têm uma janela de processamento mais ampla, mas apresentam fluidez relativamente pior.
Morfologia das Partículas: Resinas de PVC com formatos irregulares de partículas e baixa porosidade apresentam menor eficiência de alimentação na seção de alimentação, o que prejudica o transporte inicial.
3. Fatores de processo: medidas de controle-em tempo real
Configurações de temperatura
Impacto: A temperatura é fundamental para regular a viscosidade do fundido de PVC. À medida que a temperatura aumenta, a viscosidade do fundido diminui, a fluidez melhora e a velocidade de transporte aumenta. No entanto, o PVC é-sensível ao calor; temperaturas excessivamente altas (normalmente acima de 200 graus) aceleram sua decomposição, gerando gases e manchas pretas, que por sua vez atrapalham o transporte contínuo.
Gradiente de temperatura: Um gradiente de temperatura que aumenta gradualmente é normalmente definido ao longo do caminho do fluxo do material, da seção de alimentação, passando pela seção de homogeneização, até a matriz. Um gradiente incorreto (como uma temperatura na seção de homogeneização inferior à da seção de compressão) pode causar refluxo de pressão, dificultando gravemente o transporte.
Velocidade do parafuso
Efeito: Dentro de uma faixa razoável, um aumento na velocidade da rosca resulta em um aumento quase linear na velocidade de transporte. Este é o meio mais direto de ajustar a produção.
Limitações: No entanto, a velocidade não pode ser aumentada indefinidamente. Velocidades excessivamente altas geram calor de cisalhamento intenso, o que pode levar a:
Degradação do material: O PVC se decompõe devido ao superaquecimento.
Plastificação Inadequada: O tempo de permanência do material no barril é muito curto, impedindo uma plastificação suficiente.
Quebra por fusão: A superfície do extrusado torna-se áspera.
Pressão de morte
Efeito: Um aumento na pressão da matriz (por exemplo, devido ao bloqueio da matriz ou à velocidade excessiva de transporte) reduz a velocidade de transporte. Isso ocorre porque a extrusora deve superar uma maior contrapressão para empurrar o material para fora.
4. Fatores do equipamento a jusante: tração e resfriamento correspondentes
Velocidade de tração
Princípio de correspondência: A velocidade de tração deve corresponder precisamente à taxa de alimentação da extrusora.
Velocidade de tração excessiva: Isso gerará tensão de tração no tubo, fazendo com que a parede fique mais fina e também pode causar a ruptura do fundido devido ao alongamento.
Extração excessivamente lenta: Faz com que o material se acumule na matriz e na camisa de resfriamento, criando contrapressão que atua contra a extrusora, reduzindo a taxa de alimentação e fazendo com que o tubo ceda e se deforme devido à gravidade.
Resfriamento e Modelagem
Resistência da camisa de resfriamento: Fatores como o chanfro na entrada da camisa de resfriamento e tolerâncias dimensionais criam resistência. Se a resistência for muito alta, aumenta significativamente a pressão da matriz e reduz a taxa de avanço.
Eficiência de resfriamento: O resfriamento insuficiente evita que o tubo dentro da luva de formação se solidifique rapidamente, fazendo com que ele estique e afine sob a força de tração. Para manter a espessura da parede, o operador pode ser forçado a reduzir a velocidade de tração, o que afeta indiretamente a velocidade de toda a linha de produção.