Fonte: Kerry M. Dooley e Michael G. Benton, Dipartimento di Ingegneria Chimica, Louisiana State University, Baton Rouge, LA

I polimeri fusi sono spesso formati in forme semplici o "estrusi", come pellet cilindrici, fogli piani o tubi, usando un estrusore. ¹ Le poliolefine sono tra i polimeri estrusibili più comuni. L'estrusione comporta il trasporto e la fusione di mangimi solidi, che a volte vengono miscelati con materiali non polimerici, e l'accumulo di pressione e il trasporto del fuso o della miscela. Viene applicato ai polimeri termoplastici, che si deformano quando riscaldati e riprendono le loro precedenti proprietà "no-flow" quando raffreddati.

Utilizzando un semplice estrusore da laboratorio, è possibile esaminare l'effetto delle condizioni operative sulla produzione e sulla caduta di pressione del polimero e i dati risultanti possono essere correlati utilizzando il modello "Power Law" per il flusso di fusioni e soluzioni polimeriche. Questo modello viene utilizzato per scalare il processo a estrusori più complessi. È possibile determinare la relazione tra le condizioni operative e le deviazioni dal comportamento teorico di spostamento ("slippage") e dalla forma estrusa ("die swell").

In questo esperimento, verrà utilizzato un tipico polimero termoplastico, come un copolimero di polietilene ad alta densità (HDPE) (di etilene + un'olefina a catena più lunga). La temperatura di esercizio per lo stampo e le zone dipendono dal materiale. La portata può essere determinata pesando l'uscita dello stampo a intervalli di tempo. Tutti gli altri dati necessari (velocità della vite, temperature di zona, pressione che entra nello stampo) possono essere letti dal cruscotto.

Per questo esperimento, un tipico copolimero termoplastico (ExxonMobil Paxon BA50, temperatura di fusione ~ 204 °C) di polietilene ad alta densità (HDPE) più un'olefina a catena più lunga sarà estruso attraverso uno stampo cilindrico.

1. Inizializzare l'estrusore

1. Accendere lo scarico "ON" quando si è pronti per accendere l'estrusore.
2. Riempire la tramoggia e l'estrusore con pellet polimerici.
3. Assicurarsi che l'interruttore del motore sia "OFF". Quindi ruotare l'int

La relazione Q vs. ΔP è stata calcolata usando il modello della legge di potenza, e ir assume una forma semplice per il flusso in un condotto di geometria semplice, che in questo caso è il die. Dalle misurazioni di flusso, velocità e temperatura, sono state calcolate le costanti della legge di potenza e altre quantità, come la velocità di taglio, lo sforzo di taglio e il grado di slittamento. I dati rappresentativi e un adattamento all'equazione 2 mediante regressio...

L'estrusione di polimeri inizia fondendo resine polimeriche che entrano nell'estrusore attraverso la tramoggia. Il flusso del polimero fuso dipende dal comportamento della viscosità (rapporto tra sforzo di taglio e velocità di taglio) della sostanza. Il polimero lascia attraverso lo stampo e viene modellato alle dimensioni desiderate. Il flusso di polimero dovrebbe seguire il modello della legge di potenza.

In questo esperimento, sono state osservate la meccanica del modello della legge di p..

1. Principles of Polymer Processing, Z. Tadmor and C.G. Gogos, Wiley Intersicence, Hoboken, 2006 (Ch. 3, 4, 6, 9-10); Analyzing and Troubleshooting Single Screw Extruders, G. Campbell and M.A. Spalding, Carl Hanser, Munich, 2013 (Ch. 1, 3, A3).
2. Transport Phenomena by R.B. Bird, W.E. Stewart, and E.N. Lightfoot, John Wiley, New York, 1960 (Ch. 2-3) and Process Fluid Mechanics by M.M. Denn, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1980 (Ch. 2, 8, 19)