ENGAng isang compounder na nagpapatakbo ng 40 mm twin-screw line ay bihirang makakuha ng parehong pellet nang dalawang beses pagkatapos ilipat ang parehong TPE formulation sa isang 75 mm na makina. Shore Ang tigas ay umaanod ng dalawa o tatlong puntos, ang langis ay lumilipat sa ibabaw ng pellet, at ang strand ay dumidikit sa conveyor. Ang diameter ng tornilyo ay bihira ang tunay na dahilan. Ang karaniwang nagbabago ay ang torque density, kapasidad ng pagpapakain ng likido at ang daanan ng paglamig sa pagitan ng die at pelletizer.
Narito ang maikling sagot: ayusin muna ang torque density, pagkatapos ay ang arkitektura ng pagpapakain, pagkatapos ay ang ruta ng pelletizing. Sa pagsasama-sama ng TPE ng tatlong desisyong ito ay nakikipag-ugnayan nang mas malakas kaysa sa matibay na PVC o hindi napunong polypropylene, dahil malambot ang pagkatunaw, kadalasang naglalaman ang formulation ng 30 hanggang 50 porsiyentong langis ayon sa timbang, at ang polimer ay maaaring bahagyang naka-crosslink o hindi naka-crosslink sa lahat.
Ang mga seksyon sa ibaba ay gumagana sa bawat desisyon sa pagkakasunud-sunod, kasama ang mga pagpapaubaya, mga hadlang at mga trade-off sa shop-floor na aktwal na nagpapasya kung ang isang linya ay may hawak na rate.
Ano ang Pinagkaiba ng TPE Compounding sa Rigid Plastic Compounding
Ang TPE ay isang pamilya, hindi isang solong polimer. Ang mga styrenic block copolymer grade na binuo sa SEBS o SEPS, dynamic na vulcanized na TPV, thermoplastic olefin blends at TPU ay dumaan lahat sa isang compounding line, at bawat isa ay nagtatanong ng isang bagay na naiiba sa barrel.
Ang isang grade na nakabatay sa SEBS ay karaniwang nagdadala ng 100 hanggang 200 phr ng paraffinic process oil. Ang langis na iyon ay dapat itulak sa gitnang bloke ng goma nang hindi sinisira ang mga bloke ng polystyrene na nagbibigay ng lakas sa materyal. Ang isang TPV ay naglalaman ng isang bahagi ng goma na dapat na gupitin nang husto upang magkalat nang pantay-pantay ngunit hindi masyadong matigas na ito ay bumababa. Ang isang TPU ay sensitibo sa kahalumigmigan, at ang natitirang tubig sa feed ay gumagawa ng mga bula, mga depekto sa ibabaw at isang masusukat na pagkawala ng mga mekanikal na katangian.
| Pamilya ng TPE | Pangunahing gawain sa pagsasama-sama | Demand ng pagpapakain | Karaniwang ruta ng pelletizing |
|---|---|---|---|
| SEBS / SEPS, pinalawig ang langis | Ipamahagi ang langis sa bahagi ng goma nang hindi nasira ang matigas na bloke | Downstream liquid injection kasama ang gravimetric polymer feed | Water ring hot-face cutting o underwater cutting |
| TPV (PP / EPDM) | Dynamic na bulkanisasyon sa ilalim ng kontroladong paggugupit at oras ng paninirahan | Tumpak na curative at oil dosing | Underwater pelletizing |
| Pinaghalong TPO | Ikalat ang filler at pigment nang pantay-pantay | Side feeder para sa talc o calcium carbonate | Strand o singsing ng tubig |
| TPU | Kontrolin ang kahalumigmigan at limitahan ang kasaysayan ng thermal | Pinatuyong feed, selyadong conveying | Underwater pelletizing |
Ang karaniwang thread ay ang karamihan sa mga formulation ng TPE ay nagdadala ng hindi bababa sa dalawang stream na hindi dala ng matibay na plastic compounding: isang likido at isang mababang bulk density na pulbos. Ang pagkuha ng dalawang stream na iyon sa tunaw sa isang kontroladong rate ay ang nag-iisang pinakamalaking determinant kung ang linya ay tumatakbo nang tuluy-tuloy para sa isang buong shift. Ang parehong lohika ay namamahala sa mga proseso ng paglabas ng reaksyon, kung saan ang polimer ay itinayo sa bariles sa halip na natunaw lamang, tulad ng inilarawan sa trabaho sa TPU reaction extrusion lines .
Torque Density Ang Unang Pagtutukoy na Aayusin
Ang partikular na torque ay ang pinakakapaki-pakinabang na solong numero para sa paghahambing ng mga co-rotating na twin-screw machine. Ito ay kinakalkula bilang ang metalikang kuwintas sa bawat baras na hinati sa kubo ng distansya ng gitnang linya at ipinahayag sa Nm/cm³. Ang isang maginoo na compounding machine ay nasa humigit-kumulang 9 Nm/cm³. Ang mga high-torque na disenyo ay umaabot sa 11 hanggang 13.5 Nm/cm³, at sinabi ni Kunwei na ang compounding-oriented na makina nito ay umaabot sa 14 Nm/cm³.
Figure 1: Malawakang ginagamit na mga klase ng torque para sa mga co-rotating na twin-screw compounding machine, na may 14 Nm/cm³ figure gaya ng sinabi ng Kunwei para sa compounding series nito.
Direktang nagko-convert ang torque density sa libreng volume at magagamit na bilis ng turnilyo. Ang pagsipsip ng 150 phr ng langis ay nangangailangan ng sapat na libreng volume para makuha ang likido nang hindi nagsasama-sama sa die. Ang pagpapanatiling buo ng isang heat-sensitive na elastomer ay nangangailangan ng pag-abot sa kinakailangang paghahalo sa mababang rpm. Ang isang mas mataas na torque na makina ay gumagawa ng parehong trabaho nang sabay-sabay, dahil ang parehong output ay inihahatid na may mas kaunting mga rebolusyon, kaya bawat kilo ng TPE ay nakakakita ng mas kaunting kasaysayan ng paggugupit.
Ito ang dahilan kung bakit high-torque twin-screw extruders ay naging default na pagpipilian para sa TPE at TPV compounding sa halip na isang opsyonal na pag-upgrade. Ang trade-off ay mekanikal: ang mga splined shaft, gearbox bearings at screw elements ay dapat na na-rate lahat para sa load, kaya ang 14 Nm/cm³ claim ay kapani-paniwala lamang kapag ang buong drive train ay ginawa upang tumugma dito.
Serye ng Mataas na Pagganap ng KTS Mga Teknikal na Parameter Tingnan ang Produkto → Arkitektura ng Pagpapakain: Oil Injection, Filler at Side Feeder
Karamihan sa mga linya ng TPE na nabigong maabot ang na-rate na output ay limitado sa upstream, hindi sa turnilyo. Tatlong desisyon sa pagpapakain ang pinakamahalaga.
Punto ng iniksyon ng likido
Ang langis ay itinuturok sa isang seksyon ng bariles sa ibaba ng agos ng isang matunaw seal, hindi kailanman sa feed throat. Ang linya ng iniksyon ay dapat na sinusubaybayan ng init, at ang daloy ay dapat na kontrolado ng isang gear pump o isang gravimetric dosing unit sa halip na sa pamamagitan ng gravity. Ang isang tipikal na formulation ng SEBS ay tumatanggap ng 100 hanggang 200 phr ng paraffinic oil, kaya ang rate ng pagbabagu-bago ng ilang porsyento ay makikita kaagad sa Shore hardness.
Pagdaragdag ng pulbos at tagapuno
Ang talc, calcium carbonate, flame retardant at color powder ay lahat ay may mababang bulk density at may posibilidad na mag-fluidize sa feed throat, na nagpapagutom sa turnilyo at nagiging sanhi ng pagtaas. Ang isang side feeder na naglalapat ng bahagyang negatibong presyon sa entry point ay nagpapadikit sa pulbos habang pumapasok ito sa barrel, na nagpapataas ng epektibong bulk density at nagpapatatag sa rate ng feed.
Side Feeder Ang side feeder ay ginagamit para sa sapilitang pagpapakain ng pulbos, maikling hibla o premix na materyal, na maaaring madaling matugunan ang mga pangangailangan sa proseso o dagdagan ang halaga ng pagpapakain. sa... Tingnan ang Produkto → Kontrol ng gravimetric
Ang mga loss-in-weight feeder ay pamantayan sa mga linya ng TPE dahil awtomatiko silang nagtatama para sa density drift sa pagitan ng mga batch ng filler at para sa unti-unting pagbabago sa bulk density ng pellet habang nag-iiba ang nilalaman ng langis. Ang volumetric feeding ay sapat lamang kapag ang formulation ay naayos at ang mga hilaw na materyales ay nagmula sa isang solong kwalipikadong mapagkukunan.
Temperatura ng Pagtunaw, Paggugupit at Pag-devolatilization
Ang mga natutunaw na TPE ay malambot at sensitibo sa init, kaya ang profile ng bariles ay karaniwang tumataas sa isang paghahalo na tugatog at pagkatapos ay bumabagsak muli bago ang mamatay. Dahil sa mataas na temperatura ng die, ang natutunaw ay masyadong tuluy-tuloy upang maputol nang malinis, habang ang sobrang cool na die ay nagpapataas ng presyon ng ulo at maaaring magdulot ng pagkatunaw ng bali.
Figure 2: Illustrative setpoints para sa isang oil-extended na SEBS compound, na may cool na feed zone, isang mixing peak malapit sa zone three at isang bumabagsak na profile patungo sa die.
Dalawang vacuum port ang karaniwan sa isang TPE line. Ang una ay umupo kaagad pagkatapos ng oil injection zone upang alisin ang mga light volatile at anumang moisture na dala ng filler. Ang pangalawa ay nakaupo malapit sa mamatay upang alisin ang natitirang tubig. Ang pagpapatakbo ng parehong mga port sa parehong antas ng vacuum ay isang karaniwang pagkakamali; ang downstream port ay karaniwang nangangailangan ng mas malakas na vacuum dahil ang tunaw ay mas manipis at ang libreng ibabaw ay mas maliit.
Pelletizing: Strand, Water Ring o Underwater
Ang ruta ng pelletizing ay nagpapasya sa antas ng alikabok, hugis ng pellet at kung gaano kalaki ang atensyon ng operator na hinihingi ng linya.
| Ruta | Paano ito gumagana | Pinakamahusay na akma | Mag-ingat para sa |
|---|---|---|---|
| Strand na may air-cooling conveyor | Lumabas sa die ang matunaw, lumalamig sa isang mahabang conveyor, pagkatapos ay pinutol ng isang strand pelletizer | Mababa hanggang katamtamang output, madaling visual na inspeksyon ng kalidad ng pagkatunaw | Ang mga gradong mayaman sa langis ay dumikit sa sinturon; mas mataas na antas ng alikabok |
| Water ring hot-face cutting | Ang mga pellet ay pinuputol sa mukha ng mamatay at itinapon sa isang umiikot na singsing ng tubig | Katamtamang output, bilog na pellets, katamtamang capex | Dapat na mahigpit ang kontrol sa temperatura ng die-face |
| Underwater pelletizing | Ang pagputol ay nagaganap sa isang silid na puno ng tubig nang direkta sa die plate | Mataas na output, saradong sistema, mababang alikabok, mabuti para sa malambot na pagkatunaw | Mas mataas na capex; kailangan ng paggamot sa tubig at mga pagbabago sa screen |
Para sa mga grade na SEBS na mayaman sa langis, kadalasang pinipili ang water ring at underwater cutting dahil ang mga pellet ay nasusugpo sa sandaling maputol ang mga ito, na nagla-lock sa hugis bago lumipat ang langis. Ang strand pelletizing ay mayroon pa ring lugar sa pagsubok na trabaho at sa mababang dami ng produksyon, kung saan ang kakayahang makita ang strand ay nagkakahalaga ng higit pa kaysa sa dagdag na output.
Underwater Pelletizing Underwater die surface hot cutting ay nangangahulugan na ang materyal ay pinuputol sa mga particle sa tubig, at direktang sumusunod sa daloy ng tubig sa pipeline para sa paglamig at paghubog. Tingnan ang Produkto → Paano Nagkakasya ang Kumpletong TPE Compounding Line
Ang isang linya ng TPE ay tumatakbo sa isang nakapirming pagkakasunud-sunod, at ang bawat yugto ay pumipigil sa susunod. Ang mga feeder ay nagtatakda ng ratio, ang side feeder ay nagtatakda ng filler rate, ang extruder ay nagtatakda ng paghahalo, at ang pelletizer ay nagtatakda ng panghuling particle form.
Figure 3: Schematic arrangement ng TPE compounding train, mula sa gravimetric feeding sa pamamagitan ng twin-screw extruder hanggang sa pelletizer.
Ang pagpili ng diameter ng tornilyo ay sumusunod sa kinakailangang output kaysa sa iba pang paraan. Ang hanay ng makina na humigit-kumulang 8 mm hanggang 177 mm ay sumasaklaw sa lahat mula sa pagsubok sa laboratoryo ng ilang kilo bawat oras hanggang sa ganap na produksyong pang-industriya, at ang mga pagsubok sa maliit na makina ay dapat na patakbuhin sa parehong partikular na torque at sa parehong oras ng paninirahan gaya ng yunit ng produksyon, kung hindi ay hindi gagana ang scale-up.
Mga Madalas Itanong Tungkol sa TPE Compounding
Ito ay ang melt blending ng isang thermoplastic elastomer base tulad ng SEBS, SEPS, TPV o TPU na may process oil, filler, antioxidant at color, na sinusundan ng pelletizing sa free-flowing granules na maaaring i-injection molded o extruded.
Isang mataas na free-volume na turnilyo na may mga bloke ng kneading para sa paghahalo ng pamamahagi, isang maikling dispersive section, at isang melt seal na inilagay sa harap ng oil injection port. Ang malambot na TPE natutunaw ay kadalasang nawawalan ng kalidad sa mga agresibong elemento ng paggugupit.
Ang langis ay hindi ganap na hinihigop bago ang mamatay. Suriin na ang injection point ay nasa likod ng isang wastong melt seal, na ang vacuum port sa ibaba ng agos ay gumagana, at ang die temperature ay hinahayaan ang strand o mamatay na mukha ng balat bago hiwain.
Sa pagsasama-sama ng TPE ang bahagi ng goma ay nananatiling hindi naka-crosslink at pinalambot lamang ng langis. Sa produksyon ng TPV, ang bahagi ng goma ay naka-crosslink sa loob ng extruder habang ang bahagi ng plastik ay nananatiling thermoplastic, na nangangailangan ng mas mahigpit na curative dosing at kontrol sa oras ng paninirahan.
Ang mga linya ng produksyon ay karaniwang nagpapatakbo ng 100 hanggang 200 phr ng paraffinic oil sa mga marka ng SEBS, halos kalahati ng natapos na compound ayon sa timbang. Higit pa riyan, ang salik na naglilimita ay kadalasang natutunaw ang kapasidad ng paglamig sa halip na ang sistema ng pag-iniksyon.
Kadalasan oo, ngunit nangangailangan ito ng pagsusuri. Ang mga kritikal na punto ay walang screw na volume, ang pagkakaroon ng downstream na injection port at mga vacuum port, ang gearbox torque rating, at kung kaya ng pelletizer ang isang malambot, bahagyang malagkit na pagkatunaw.
