출처: 케리 M. 둘리와 마이클 G. 벤턴, 화학 공학부, 루이지애나 주립 대학, 배턴 루지, LA
폴리머 용융은 종종 압출자를 사용하여 원통형 펠릿, 평평한 시트 또는 파이프와 같은 간단한 모양 또는 "압출"으로 형성됩니다. 1 폴리올핀은 가장 흔한 압출 가능한 폴리머 중 하나입니다. 압출은 때때로 비 중합체 물질과 혼합되는 고체 사료를 운반하고 녹는 것을 포함하며, 용융 또는 혼합물의 압력 축적 및 수송을 포함한다. 열가소성 폴리머에 적용되며, 가열시 변형되어 냉각시 이전의 "유동 금지" 특성을 다시 시작합니다.
간단한 실험실 압출기를 사용하여, 폴리머 출력 및 압력 강하에 대한 작동 조건의 효과를 검사할 수 있으며, 그 결과 데이터는 폴리머 용융 및 용액의 흐름에 대한 "전력법" 모델을 사용하여 상관관계가 있을 수 있다. 이 모델은 프로세스를 보다 복잡한 압출기로 확장하는 데 사용됩니다. 작동 조건과 이론적 변위 동작("미끄러짐") 및 압출 모양("다이 팽창")의 편차 사이의 관계를 결정할 수 있습니다.
본 실험에서, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 공중합체(에틸렌 + 더 긴 체인 올레핀)와 같은 전형적인 열가소성 폴리머가 사용될 것이다. 다이 및 구역의 작동 온도는 재료에 따라 다릅니다. 유량은 시간 지정된 간격으로 다이 출력을 계량하여 결정할 수 있습니다. 다른 모든 필요한 데이터(나사 속도, 구역 온도, 다이에 들어가는 압력)는 계기판에서 읽을 수 있습니다.
이 실험을 위해, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 전형적인 열가소성 중합체(ExxonMobil Paxon BA50, 용융 온도 ~204°C)와 더 긴 체인 올레핀이 원통형 다이를 통해 압출된다.
1. 압출기 초기화
중합체 압출은 호퍼를 통해 압출기에 들어가는 폴리머 수지의 용융으로 시작됩니다. 용융 된 폴리머의 흐름은 물질의 점도 (전단 응력대 전단 속도의 비율) 거동에 따라 달라집니다. 폴리머는 다이를 통해 나뭇잎, 원하는 치수에 형성된다. 중합체의 흐름은 전력법 모델을 따를 것으로 예상된다.
본 실험에서, 비뉴턴 유체의 흐름을 분석하기 위해 동작의 z 방향 방정식과 함께 ?...
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