دپارتمان علمی مرجع پلیمر در بازاز ایران (پلیم پارت ) :
مقدمه ای بر فرایند اکستروژن
اکستروژن یکی از عمومی ترین فرایندهای تولید محصولات پلیمری است. این فرایند در تولید محصولاتی که بصورت یکنواخت و مداوم تولید می شوند (مانند لوله و پروفیل ها) کاربرد دارد.
بطور کلی هدف از این فرایند تولید محصولی با کیفیت مناسب و مطابق با سلیقه و خواست مشتری است. برای رسیدن به این اهداف باید ۵ نکته را در کیفیت محصول مد نظر قرار داد که عبارتند از:
- دمای مناسب ذوب پلیمر
- دمای مذاب یکنواخت / ثابت
- فشار مذاب صحیح در دای
- فشار مذاب یکنواخت / ثابت در دای
- محصولی با مذاب هموژن
برای بهینه سازی یک فرایند، شناخت سطحی از فرایند اکستروژن، مانند چگونگی عملکرد آن، کافی نیست. لذا لازم است تا رفتار مواد پلیمری هم در نواحی مختلف اکسترودر بررسی و تحلیل گردد. همچنین برای رفع عیب موثر در خط تولید، تجهیزات اکستروژن و چگونگی رفتار آنها با مواد پلیمری و درنهایت خواص ایجاد شده در محصول باید تفهیم گردد. در اینجا فرایندی با یک اکسترودر بررسی می شود.
در شکل زیر (شکل۱) نقاط کلیدی یک اکستردر تک ماردون (single screw extruder) آمده است. این نقاط شامل ۵ قسمت اصلی می باشند که عبارتند از :
- سیستم محرک
- سیستم خوراک دهی
- سیستم ماردون، سیلندر و گرم کننده ها
- ناحیه هد (head) و دای (die)
- سیستم کنترلی
- سیستم محرک: این سیستم شامل موتور (motor)، گیربکس (gear box) و thrust bearing و bull gear و بخش تغذیه ماردون می یاشد.
- سیستم تغذیه: شامل قیف خوراک (hopper)، گلویی خوراک (feed throat) و بخش خوراک دهی ماردون می یاشد.
- سیستم ماردون، سیلندر و گرم کننده ها جایی است که رزین جامد به سمت جلو حرکت داده می شود، مذاب می شود و به سمت دای پمپ می شود. مواد اکسترود شده انتقال داده می شوند و توسط دای و رابط (adapter) شکل مورد نظر را بخود می گیرد.
- سیستم کنترلی: کنترل ورودیهای الکتریکی اکسترودر را بعهده دارد و بازخورد الکتریکی آنرا ثبت می کند. این سیستم کنترلی علاوه بر کنترل تمام ورودیهای کنترلی، همه فرایندهای اکستروژن را کنترل می کند.
فرایند کواکستروژن (Co-Extrusion)
فرایند کواکستروژن ، اکستروژن چند لایه از مواد بطور همزمان است. این نوع از اکستروژن از دو یا چند اکسترودر برای ذوب مواد استفاده می کند و حجم ثابتی از مواد مذاب مختلف و دارای ویسکوزیته مختلف را به یک دای می رساند و رزین را به شکل و محصول مورد نظر اکسترود می کند. این فرایند در فرایندهای اکستروژنی متعددی می تواند بکار رود (فیلم دمشی، پروفیل یا ورق). ضخامت لایه لایه با تنظیم سرعت و اندازه های نسبی مقدار هر ماده در هر اکسترودر تنظیم می گردد.
دلایل بسیار زیادی وجود دارد برای اینکه تولید کنندگان از فرایند کواکستروژن بجای فرایند تک لایه استفاده کنند. مثلا در صنعت نرده های وینیلی که کواکستروژن برای تنظیم لایه ها بکار می رود. معمولا لایه ای از مواد گرانقیمت که در برابرهوا مقاوم هستند در سطح بیرونی نرده اکسترود می گردد، در حالیکه مواد داخل آن دارای افزودنی هایی است که بیشتر در برابر ضربه و عملکرد ساختاری قطعه موثر هستند.
