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你真的知道挤出机的聚合物热性能影响吗?
你真的知道挤出机的聚合物热性能影响吗?
你真的知道挤出机的聚合物热性能影响吗?
是不是这个东西只是在实验室的家伙?是的,没有。要解决许多处理问题,你需要至少有一个基本的了解聚合物的热性能如何影响你的过程,从进料斗通过最终产品的尺寸。这个数据是很难得的。但是,要了解设备性能的许多方面,你应该骨上键的聚合物性能,通常不提供数据表中:

粘度对剪切速率的数据,在多个不同温度下的处理范围。
比热。
热传导性。
固体和熔体密度或比重。
熔点或加工温度。
粘度影响熔融速率,输出,熔体温度和模具流,等等。的粘度越高,熔化速率越高,在螺杆挤出机的使用电力量,排出压力和熔体温度。为了确定你的材料的粘度范围,你需要从流变仪,适用于不同的负载,开发各种剪切速率的数据。的流变仪,也可以运行在各种温度下,聚合物的粘度来说明如何响应在两个剪切速率和温度的变化。如PP的聚合物是相当剪切敏感的,这意味着较高的螺杆或流动通道中的相对速度,越多的粘度降低。其他聚合物如PET是更多的对温度敏感的,这意味着的粘度随温度变化的特定。一些聚合物被认为是两个剪切和温度敏感。

比热定义需要多少能量,以提高其温度的聚合物。例如,高密度聚乙烯,平均需要0.55 BTU/lb-°F,,而HIPS需要0.4 BTU/lb-°F。因此,它需要更多的能量几乎40%,以提高其温度1磅的HIPS的HDPE的1磅比。这意味着需要多个驱动功率在相同的磅/小时,并在相同的熔融温度下处理HDPE比HIPS。它也需要40%以上的散热能力,提取,热HDPE,这意味着更大的冷却辊,板,片及较长的喷雾罐的管道,管材,和型材。

热导率是进行热的聚合物的能力。导热系数高的聚合物熔体更容易和更快地冷却。例如,高密度聚乙烯具有的平均热传导率为0.15 BTU/ft-°F小时,,而HIPS是0.08 BTU/ft-°F小时。由于其较高的热导率,高密度聚乙烯熔化更容易从周围的熔融聚合物的传递的热量或从枪管。同样地,这是由于其较低的热传导率相同的厚度和温度冷却HIPS更加困难。

固熔体密度是特别重要的螺杆设计和挤出机上浆。一些聚合物的密度软化或熔化,因为他们的一些小的改变,而其他改变显着。通常情况下,结晶性聚合物有一个更大的比无定形聚合物在加工过程中的密度变化。 HDPE(结晶)密度改变18%,而从0.95至0.78克/毫升时,熔化HIPS(无定形)改变从1.04至0.88克/毫升时,只有15%提高到处理温度。这意味着,一个特定的螺杆设计,预计将有一个略低的磅/小时输出比HIPS与HDPE,由于螺杆的输出为体积。密度的这种变化被计算成螺杆的设计。

熔点混乱,只有结晶聚合物具有一个确定的熔点,无定形聚合物软化就会越热。其结果是,它是最好的,来比较它们的典型的挤出加工温度的聚合物。乘以需要加热到它们的处理温度的聚合物的比热和温升,您可以估算处理各种聚合物所需的相对功率。此数据是重要的,在设计的螺杆和挤出机的驱动器的大小。

热扩散系数是除以比重和比热的热导率的组合。比重64.43磅/英尺3,这是一立方英尺的水的重量乘以密度。扩散系数结合三个热性能所需的能量达到加工温度在特定的厚度和用于除去的热量所需的冷却提供一种参考。例如,高密度聚乙烯(HDPE)和HIPS中的扩散系数分别为0.0046和0.0031,。这一结果表明,它是几乎50%更困难来添加或删除的热量HIPS比HDPE。

你越是了解聚合物的性能就越容易迅速找到许多处理问题的正确答案。