فرایند اکستروژن (Extrusion) صنعت پلیمر چیست؟
شاید برایتان جالب باشد بدانید که گرانول ها فیلم های چند لایه و خیلی از محصولات پلاستیکی دیگر چگونه تولید شدند و الزام استفاده از کامپاند ها به جای پلیمر خالص چیست؟ حتما میدانید که قلب فرایند تولید و کارکردن با پلاستیک ها دستگاه اکسترودر میباشد. پس اگر شما هم میخواهید با فرایند اکستروژن مهم اشنا شوید با ما همراه باشید.
فرایند اکستروژن چیست؟
همانطور که میدانید انواع مختلفی از فرایند ها برای تولید قطعات پلاستیکی وجود دارد که در مقالات گذشته انها را به طور خلاصه بررسی کردیم اگر میخواهید به طور خلاصه با انها اشنا شوید به لینک زیر بروید فرایند اکستروژن فرایندی ست که برای تولید محصولات پلاستیکی که از طریق دستگاه اکسترودر تولید میشوند. این فرایند که توسط جلو راندن مواد مذاب داخل محفظه از یک دای یا روزنه و سپس بنا بر محصول مورد نظر فرایند خنک کاری تهیه میشود تعریف میگردد. تا محصول نهایی مد نظر ما توسط این فرایند به دست اید. این محصولات که در جلوتر به ان اشاره میکنیم خود میتواند محصول نهایی قابل مصرف، و یا مواد اولیه فرایند های دیگر باشد. اکستروژن پلیمر ها و به خصوص پلاستیک ها از رایج ترین روش های تولید و شکل دهی نانو کامپوزیت ها و کامپاند های پلاستیکی برای تولید کردن محصولات مورد نظر در کاربرد های گوناگون هستند.
در فرایند اکستروژن یک پلاستیک که اغلب ترموپلاستیک میباشد با استفاده از دما و یکسری هیتر های تعبیه شده روی دستگاه پلیمر را به مرحله ذوب میرسانند تا روی ان فرایند انجام دهند. نام دستگاهی که فرایند اکستروژن را انجام میدهد اکسترودر است. فرآیند نرم شدن , و اختلاط در این مرحله را plastication مینامند . اکسترودر ها انواع مختلفی دارند به عنوان مثال : تک پیچه، دو پیچه، کو نیدر و… که با توجه به نوع ماده و فرایندی که میخواهیم روی ان انجام دهیم انتخاب میشود.اما به طور کل رایج ترین نوع انها، اکسترودر تک پیچه میباشد.اکسترودر تک پیچه دارای یک ماردون و یک دای است که توسط انها محصول نهایی به دست می اید.
اولین مرحله انتقال مواد پلیمری از یک قیف (hopper) به درون محفظه و مارپیچ میباشد، بعد ازآن مواد اعم از پلیمر فیلر رنگ نرم کننده و… به شدت و با دو پروفایل سرعت خوب مخلوط میشود و به تدریج شروع به ذوب مواد در قسمت جلوتر یا برل میشود. سپس اختلاط شروع میشود و پس از طی مراحل، دستگاه اکسترودر مواد مذاب که میتواند کامپاند باشد به صورت رشته، شیت، فیلم و.. شده را از یک دای که در انتهایی ترین قسمت اکسترودر است به بیرون هدایت میکند.
محصولاتی که میتوان با فرایند اکستروژن تهیه کرد:
کامپاند، انواع مستربچ اعم از رنگی و تقویت کننده، انواع آمیزه های پلیمری، سیم و کابل، شیلنگ های پلیمری، لوله های پلاستیکی، فیلامنت، پروفیل، فلز یا کاغذ پوشش داده شده با پلاستیک ها همچنین ورق و صفحه و فیلم های پلاستیکی
اکسترودر 2 مارپیچه
در یک اکسترودر دو مارپیچه پیچ ها میتواند همسوگرد و یا ناهمسوگرد بچرخند.که اغلب از نوع ناهسوگرد به دلیل اختلاط بهتر استفاده میشود . در این نوع مارپیچ نیروی برشی و فشاری اعمالی به مواد مثل یک دستگاه کلندر است، در واقع الیاژ بین دو غلطک که غیر هم جهت میچرخند فشرده می گردند.اگر اکسترودر همسوگرد بود مواد الیاژی از داخل پیچه رد میشوند. اکسترودر دو مارپیچه برای پلیمرهاییکه حساس به دما هستند مناسب است. زیرا این مواد با سرعت بالایی از اکسترودر خارج می گردند.
پلی وینیل کلراید سخت (PVC-U) با اکسترودر های ناهمسوگرد شکل دهی شده و برای مقاصد تولید کامپاندینگ از اکسترودرهای همسوگرد استفاده میشود.
کو اکسترود (همروزن رانی) کردن چیست؟
کو اکستروژن فرایندی میباشد که تعدادبیش از یک ماده مذاب تحت یک فرایند به همراه فقط یک دای قرار گرفته و محصولی متشکل از 2 یا بیشتر لایه مواد را تشکیل میدهند. فرایند کو اکسترودر اکنون علاوه بر کاربردهای زیاد، برای تولید محصولات چند لایه به کار برده میشود.به طور مثال در صنعت بسته بندی به تازگی از این فرایند بسیار استفاده میشود. مثلا اغلب یک پلیمر به عنوان مانعی جلوی نفوذ رطوبت یا گاز (معمولا PVAL)را گرفته و بر روی پلیمر اصلی که مینشیند مقاومت به نفوذ رطوبت و گاز را در محصول نهایی افزایش میدهد.
نتیجه گیری
فرایند اکستروژن که بسیار پرکارد است سبب تولید و اغازی برای تولیدات دیگر است که مهندسان با تکیه بر مهارت و علم خود میتوانند محصولات جدیدی بیافرینند. اشنایی دقیق با دستگاه و فرایند و همچنین مواد کمک میکند تا بتوان در صنعت پولساز پلاستیک پیشتاز بوده و به دنبال فراوری محصولات جدید باشیم. درس مهندسی پلاستیک به خوبی و با جزئیات درباره این فرایند صحبت کرده و روابط حاکم بر انها را بیان میکند.
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
پلیمریزاسیون چیست؟ انواع پلیمریزاسیون
روش تولید قطعات و محصولات پلاستیکی؛ انواع فرایند شکلدهی
قالب گیری تزریقی چیست؛ کاربرد ها و مراحل تزریق
کامپوزیت پلیمری چیست؟ کاربرد کامپوزیت زمینه پلیمری
دیدگاهتان را بنویسید