Dubbelschroefextruder voor glasvezelversterkte PA

Op het gebied van moderne materiaalkunde worden polymeercomposieten, die vaak versterkte eigenschappen hebben, veel gebruikt in industrieën zoals de automobiel-, elektronica- en lucht- en ruimtevaartindustrie vanwege hun uitstekende eigenschappen. Het toevoegen van glasvezel aan polyamide (PA) is een veelgebruikte modificatiemethode om PA-composiet te maken dat een verbeterde mechanische sterkte, thermische stabiliteit en dimensionale stabiliteit heeft. In dit proces spelen extruders met dubbele schroef een cruciale rol.

Inleiding tot dubbelschroefextruders

Twin-screw extruders zijn zeer efficiënte meng- en verwerkingsapparatuur, bestaande uit twee parallelle schroeven. Door de rotatiesnelheid van de schroeven nauwkeurig te regelen, bereiken ze een uniforme menging, smelting en extrusie van materialen. Vergeleken met traditionele enkelschroefextruders bieden twin-screw extruders betere mengeffecten en een hogere productie-efficiëntie.

Voordelen van glasvezelversterkte PA-materialen

Polyamide (PA) heeft goede mechanische eigenschappen en slijtvastheid, maar in bepaalde toepassingen is er behoefte aan verdere verbetering van de sterkte en hittebestendigheid. Door glasvezel toe te voegen, kunnen de mechanische sterkte, stijfheid en dimensionale stabiliteit van PA aanzienlijk worden verbeterd, terwijl de goede verwerkbaarheid behouden blijft. Dit versterkte PA-materiaal wordt veel gebruikt in sectoren zoals autoproductie en mechanische onderdelen.

Verwerkingsopstelling van glasvezelversterkte PA in dubbelschroefextruders

PA (polyamide) beschikt over uitstekende algemene eigenschappen, waaronder mechanische sterkte, hittebestendigheid, slijtvastheid, chemische bestendigheid, zelf-smerende eigenschappen, lage wrijvingscoëfficiënt, vlamvertragend en eenvoudig te verwerken.

1) Materialen: De primaire materialen zijn PA en glasvezel. Andere additieven zijn onder andere verhardingsmiddelen, compatibilizers, antioxidanten en vlamvertragers.

2) Eenvoudige procesroute: Eerst worden PA-pellets en andere additieven gemengd en via de hoofdtoevoer in de extruder met dubbele schroef gevoerd. De PA-pellets worden gesmolten met behulp van de temperatuur en rotatiesnelheid van de schroef. Glasvezel wordt aan het achterste deel van de schroef toegevoegd. Er zijn twee vormen van glasvezel: lange glasvezel en korte glasvezel, die elk een andere invoermethode vereisen. Lange glasvezel, die op rollen zit, wordt vanaf de bovenkant van de cilinder (glasvezelinvoercilinder) in de schroef gevoerd. De roterende en afschuifwerking van de schroef trekt de glasvezelbundels in de schroef, waardoor menging en dispersie worden bereikt.

3) Korte glasvezeltoevoer: Korte glasvezel moet vanaf de zijkant van de cilinder worden aangevoerd met behulp van een geforceerde zijfeeder. Meestal wordt een tweetraps zijfeeder gebruikt. In de eerste fase wordt de snelheid van de doseerfeeder aangepast om het gewenste glasvezelgehalte te bereiken. In de tweede fase dwingt de feeder de gedoseerde glasvezel in de hoofdextruder, waardoor mengen mogelijk wordt.

4) Hoe de schroefconfiguratie de versterkte PA-prestaties beïnvloedt: Het aantal en de specificaties van de mengelementen in de schroefstructuur beïnvloeden direct de lengte van de glasvezel. Als de schroef meer mengelementen heeft, oefenen de schroeven een grotere schuifkracht uit op de glasvezels, wat resulteert in kortere glasvezels. Omgekeerd resulteert een zwakkere schroefconfiguratie in minder schuifkracht, waardoor de glasvezel langer blijft, maar blootstelling van de vezels in het PA-glasvezelmateriaal kan veroorzaken. Daarom is een geschikte schroefconfiguratie essentieel om optimale materiaalprestaties te bereiken

De rol van dubbelschroefextruders in glasvezelversterkte PA

1) Efficiënt mengen: De in elkaar grijpende schroeven van dubbelschroefextruders genereren sterke schuifkrachten, waardoor de glasvezels effectief worden verspreid en een gelijkmatige verdeling binnen de PA-matrix wordt gegarandeerd.

2) Geoptimaliseerde dispersie: Speciale schroefontwerpen creëren complexe materiaalstroompatronen, wat helpt bij de verfijning en dispersie van glasvezels en voorkomt dat vezels samenklonteren, waardoor de kwaliteit van het eindproduct wordt verbeterd.

3) Smeltregeling: Het temperatuurregelsysteem van de dubbelschroefsextruder maakt een nauwkeurige regeling van de temperatuur in verschillende zones mogelijk, waardoor de PA-hars volledig smelt en goed combineert met de glasvezels om een homogeen composietmateriaal te vormen.

4) Vermindering van degradatie: Onder hoge schuifkrachten kan PA-hars degraderen, wat de productprestaties beïnvloedt. Dubbelschroefextruders kunnen schuifkrachten effectief regelen door schroefconfiguraties en procesparameters aan te passen, waardoor thermische degradatie van het polymeer wordt verminderd.

5) Hogere productie-efficiëntie: Dankzij de hoge doorvoercapaciteit van extruders met dubbele schroef kunnen grotere hoeveelheden materiaal in een kortere tijd worden verwerkt, waardoor de efficiëntie en capaciteit van de productielijn worden verbeterd.

Conclusie

Twin-screw extruders spelen een cruciale rol bij de bereiding van glasvezelversterkte PA-materialen. Ze bereiken efficiënte menging en dispersie, zorgen voor een goede kwaliteit van het composietmateriaal door nauwkeurige temperatuur- en schuifkrachtregeling en verbeteren de productie-efficiëntie. Naarmate de materiaalkunde vordert, zullen twin-screw extruders een onvervangbare rol blijven spelen bij de bereiding van polymeercomposietmaterialen.