ENGEgy 40 mm-es ikercsavaros vezetéket üzemegolvadető keverőgép ritkán kap kétszer ugyanazt a pelletet, miután ugyanazt a TPE-készítményt egy 75 mm-es gépre szállítja. A Shore A keménysége két vagy három ponton sodródik, az olaj a pellet felületére vándorol, a szál pedig a szállítószalaghoz tapad. A csavar átmérője ritkán a valódi ok. Általában a nyomatéksűrűség, a folyadékadagoló kapacitás és a hűtési út a szerszám és a pelletizáló között változik.
Íme a rövid válasz: először rögzítse a nyomatéksűrűséget, majd az adagolási architektúrát, majd a pelletizálási útvonalat. A TPE összetételénél ez a három döntés sokkal erősebben kölcsönhatásba lép, mint a merev PVC vagy a töltetlen polipropilén esetében, mivel az olvadék lágy, a készítmény gyakran 30-50 tömegszázalék olajat tartalmaz, és a polimer enyhén térhálós, vagy egyáltalán nem térhálósodik.
Az alábbi szakaszok az egyes döntéseket sorrendben dolgozzák fel, figyelembe véve azokat a tűréshatárokat, megszorításokat és üzlethelyiségek közötti kompromisszumokat, amelyek ténylegesen eldöntik, hogy egy sor megtartási aránya.
Miben különbözik a TPE keverék a merev műanyag keveréktől
A TPE egy család, nem egyetlen polimer. A SEBS-re vagy SEPS-re épülő sztirolblokk-kopolimer minőségek, a dinamikusan vulkanizált TPV, a hőre lágyuló olefinkeverékek és a TPU mind áthaladnak egy kompaundálási vonalon, és mindegyik mást kér a hordótól.
A SEBS-alapú minőség általában 100-200 phr paraffinos technológiai olajat tartalmaz. Ezt az olajat be kell nyomni a gumi középső blokkba anélkül, hogy az anyag szilárdságát adó polisztirol végblokkokat tönkretenné. A TPV egy gumifázisot tartalmaz, amelyet elég erősen kell nyírni, hogy egyenletesen eloszlassa, de nem olyan erősen, hogy lebomoljon. A TPU nedvességre érzékeny, és a betáplálásban lévő maradék víz buborékokat, felületi hibákat és a mechanikai tulajdonságok mérhető elvesztését okozza.
| TPE család | Fő összeállítási feladat | Takarmányozási igény | Tipikus pelletizálási mód |
|---|---|---|---|
| SEBS / SEPS, olajhosszabbított | Osszuk el az olajat a gumifázisban a kemény tömbök megtörése nélkül | Lefelé irányuló folyadékbefecskendezés plusz gravimetrikus polimer betáplálás | Vízgyűrűs forró felületű vágás vagy víz alatti vágás |
| TPV (PP / EPDM) | Dinamikus vulkanizálás szabályozott nyírás és tartózkodási idő mellett | Pontos gyógyító és olajadagolás | Víz alatti pelletizálás |
| TPO keverékek | Egyenletesen oszlassuk el a töltőanyagot és a pigmentet | Oldalsó adagoló talkumhoz vagy kalcium-karbonáthoz | Strand vagy vízgyűrű |
| TPU | Szabályozza a nedvességet és korlátozza a hőtörténetet | Szárított takarmány, zárt szállítás | Víz alatti pelletizálás |
A közös vonás az, hogy a legtöbb TPE készítmény legalább két olyan áramot hordoz, amelyet a merev műanyag keverék nem: egy folyékony és egy kis térfogatsűrűségű port. Ennek a két pataknak az olvadékba irányított sebességgel történő bejuttatása a legnagyobb meghatározója annak, hogy a vezeték egyenletesen fut-e egy teljes műszakon keresztül. Ugyanez a logika szabályozza a reakciós extrudálási folyamatokat, ahol a polimert a hordóba építik, nem pedig megolvasztják, amint azt a TPU reakció extrudáló vonalak .
A nyomatéksűrűség az első javítandó specifikáció
A fajlagos nyomaték a leghasznosabb egyetlen szám az együtt forgó ikercsigás gépek összehasonlításához. Ezt úgy számítják ki, hogy az egyes tengelyek nyomatékát elosztják a középvonal távolságának kockájával, és Nm/cm³-ben fejezik ki. Egy hagyományos keverőgép körülbelül 9 Nm/cm³. A nagy nyomatékú kialakítások elérik a 11-13,5 Nm/cm³-t, a Kunwei szerint kompaundáló gépe eléri a 14 Nm/cm³-t.
1. ábra: Széles körben használt nyomatékosztályok az együtt forgó ikercsigás keverőgépeknél, a 14 Nm/cm³ értékkel a Kunwei által a kompaundáló sorozatra vonatkozóan.
A nyomatéksűrűség közvetlenül szabad térfogatra és használható csavarsebességre alakul át. 150 phr olaj felszívódásához elegendő szabad térfogatra van szükség ahhoz, hogy a folyadék felszívódjon anélkül, hogy a szerszámnál összegyűlne. A hőérzékeny elasztomer épségben tartásához a szükséges keverési munkát alacsony fordulatszámon kell elérni. A nagyobb nyomatékú gép mindkét feladatot egyszerre végzi el, mivel ugyanazt a teljesítményt kevesebb fordulatszámmal szállítják, így minden kilogramm TPE kevesebb teljes nyírási előzményt lát.
Ez az oka annak nagy nyomatékú ikercsigás extruderek a TPE és TPV összeállítás alapértelmezett választásává váltak, nem pedig opcionális frissítésként. A kompromisszum mechanikus: a bordás tengelyeket, a hajtómű csapágyait és a csavarelemeket a terhelésre kell méretezni, így a 14 Nm/cm³ állítás csak akkor hiteles, ha a teljes hajtásláncot ennek megfelelően építik fel.
KTS High Performance sorozat Műszaki paraméterek Termék megtekintése → Etetési felépítés: olajbefecskendező, töltőanyag és oldalsó adagolók
A legtöbb TPE-vezeték, amely nem éri el a névleges teljesítményt, az áramlás irányában korlátozott, nem a csavarnál. Három takarmányozási döntés a legfontosabb.
Folyadék befecskendezési pont
Az olajat az olvadéktömítés utáni hordószakaszba fecskendezik be, soha nem az adagolótorokba. A befecskendező vezetéket hővel kell követni, és az áramlást fogaskerék-szivattyúval vagy gravimetriás adagolóegységgel kell szabályozni, nem pedig gravitációval. Egy tipikus SEBS készítmény 100-200 phr paraffinos olajat kap, így a Shore-keménységben néhány százalékos ingadozás azonnal látható.
Por és töltőanyag hozzáadása
A talkum, a kalcium-karbonát, az égésgátló szerek és a színező porok mind alacsony térfogatsűrűséggel rendelkeznek, és hajlamosak az adagolótorokban folyósodni, ami kiéhezteti a csavart és hullámzást okoz. Az oldalsó adagoló, amely enyhe negatív nyomást fejt ki a belépési ponton, összetömöríti a port, amikor az belép a hordóba, növelve a tényleges térfogatsűrűséget és stabilizálja az adagolási sebességet.
Oldalsó adagoló Az oldalsó adagoló por, rövidszálú vagy előkeverék kényszeretetésére szolgál, amely rugalmasan kielégíti a folyamatigényeket, vagy növeli az adagolási mennyiséget. A... Termék megtekintése → Gravimetriás szabályozás
A súlyvesztéses adagolók a TPE vonalakon alapfelszereltségnek számítanak, mivel automatikusan korrigálják a töltőanyag tételek közötti sűrűségeltolódást és a pellet térfogatsűrűségének fokozatos változását az olajtartalom változásával. A térfogati etetés csak akkor megfelelő, ha a készítmény rögzített, és a nyersanyagok egyetlen minősített forrásból származnak.
Olvadékhőmérséklet, nyírás és illékonyság
A TPE olvadékok lágyak és hőérzékenyek, így a hordó profilja általában felemelkedik a keverési csúcsra, majd ismét leesik a szerszám előtt. A magas szerszámhőmérséklet az olvadékot túl folyóssá teszi a tiszta vágáshoz, míg a túl hideg szerszám megnöveli a fejnyomást, és olvadéktörést okozhat.
2. ábra: Szemléltető alapértékek olajjal kiterjesztett SEBS keverékhez, hideg betáplálási zónával, keverési csúcsgal a 3. zóna közelében és a szerszám felé eső profillal.
A TPE vonalon két vákuumcsatlakozó jellemző. Az első közvetlenül az olajbefecskendezési zóna után helyezkedik el, hogy eltávolítsa a könnyű illékony anyagokat és a töltőanyag által bevitt nedvességet. A második a szerszám közelében helyezkedik el, hogy eltávolítsa a maradék vizet. Gyakori hiba, ha mindkét portot ugyanazon a vákuumszinten futtatják; az alsó nyílásnak általában erősebb vákuumra van szüksége, mert az olvadék vékonyabb és a szabad felület kisebb.
Pelletizálás: Strand, Water Ring vagy Underwater
A pelletálási útvonal határozza meg a porszintet, a pellet alakját és azt, hogy a zsinór mennyi kezelői figyelmet igényel.
| Útvonal | Hogyan működik | Legjobb illeszkedés | Vigyázz |
|---|---|---|---|
| Léghűtéses szállítószalaggal | Az olvadék kilép a szerszámból, lehűl egy hosszú szállítószalagon, majd egy szálas pelletezővel levágják | Alacsony és közepes teljesítmény, az olvadék minőségének könnyű vizuális ellenőrzése | Az olajban gazdag minőségek tapadnak az övhöz; magasabb porszint |
| Vízgyűrűs forró arcvágás | A pelleteket a szerszám homlokoldalánál vágják, és egy forgó vízgyűrűbe dobják | Közepes teljesítményű, kerek pellet, közepes capex | A vágófelület hőmérséklet-szabályozásának szorosnak kell lennie |
| Víz alatti pelletizálás | A vágás egy vízzel töltött kamrában történik közvetlenül a szerszámlapnál | Nagy teljesítmény, zárt rendszer, alacsony por, jó lágy olvadékokhoz | Magasabb capex; vízkezelés és képernyőcsere szükséges |
Az olajban gazdag SEBS-minőségeknél általában a vízgyűrűs és víz alatti vágást részesítik előnyben, mivel a pellet a vágás pillanatában kihűl, ami rögzíti alakját, mielőtt az olaj kivándorolna. A szálas pelletizálásnak még mindig van helye a próbamunkában és a kis volumenű gyártásban, ahol a szál látásának képessége többet ér, mint az extra teljesítmény.
Víz alatti pelletizálás A víz alatti szerszámfelület melegvágása azt jelenti, hogy az anyagot a vízben részecskékre vágják, és közvetlenül követik a víz áramlását a csővezetékbe hűtés és formázás céljából. Termék megtekintése → Hogyan illeszkedik egymáshoz egy komplett TPE kötősor
A TPE vonal rögzített sorrendben fut, és minden szakasz korlátozza a következőt. Az adagolók állítják be az arányt, az oldalsó adagoló a töltőanyag mennyiségét, az extruder a keverési munkát, a pelletizáló pedig a végső szemcseformát.
3. ábra: A TPE keverősor vázlatos elrendezése a gravimetriás betáplálástól a kétcsigás extruderen keresztül a pelletizálóig.
A csavar átmérőjének kiválasztása a kívánt teljesítményt követi, nem pedig fordítva. A nagyjából 8 mm-től 177 mm-ig terjedő géptartomány az óránkénti néhány kilogramm súlyú laboratóriumi próbától a teljes ipari gyártásig mindent lefed, és a kis gépen a próbákat ugyanazzal a fajlagos nyomatékkal és tartózkodási idővel kell lefuttatni, mint a gyártóegységet, különben a méretnövelés nem tart.
Gyakran ismételt kérdések a TPE-keverésről
Ez egy hőre lágyuló elasztomer alap, például SEBS, SEPS, TPV vagy TPU ömledékkeverése technológiai olajjal, töltőanyaggal, antioxidánssal és színezőanyaggal, majd granulálása szabadon folyó granulátummá, amely fröccsönthető vagy extrudálható.
Nagy szabadtérfogatú csavar dagasztóblokkokkal az elosztó keveréshez, rövid diszpergáló résszel és az olajbefecskendező nyílás előtt elhelyezett olvadéktömítéssel. A lágy TPE olvadékok általában veszítenek minőségükből az agresszív nyíróelemek hatására.
Az olaj nem szívódott fel teljesen a szerszám előtt. Vágás előtt ellenőrizze, hogy a befecskendezési pont a megfelelő olvadéktömítés mögött helyezkedik-e el, működik-e a vákuumnyílás az áramlás irányában, és hogy a szerszám hőmérséklete átengedi a szálat vagy a matricát az arcbőrön.
A TPE keverésnél a gumifázis nem térhálósodik, és az olaj egyszerűen lágyítja. A TPV gyártás során a gumifázis térhálósodik az extruder belsejében, míg a műanyag fázis hőre lágyuló marad, ami szigorúbb vulkanizáló adagolást és tartózkodási idő szabályozást igényel.
A gyártósorokon általában 100-200 phr paraffinos olajat használnak SEBS minőségeken, ami nagyjából a kész vegyület tömegének a fele. Ezen túlmenően a korlátozó tényező általában az olvadékhűtési kapacitás, nem pedig a befecskendező rendszer.
Gyakran igen, de felülvizsgálatra szorul. A kritikus pontok a csavarmentes térfogat, a befecskendező és vákuumnyílások rendelkezésre állása, a sebességváltó forgatónyomatéka, valamint az, hogy a pelletező képes-e kezelni a puha, enyhén ragadós olvadékot.
