معرفی اکسترودر:
اکسترودر ماشینی است که به آمیزه لاستیکی و پلاستیکی تجزیه شده نیرو وارد ساخته تا با فشار در انتهای دستگاه از میان یک قالب عبور نموده و محصولی نواری شکل با سطح مقطع خاص تولید نماید ، همچنین اکسترودر برای مخلوط کردن مواد و نیز عمل انتقال در تولید رزین به کار می رود.
-قالب(دای):
قالب جسمی است که بر روی کلگی(هد) قرار می گیرد و باعث می شود آمیزه هنگام خروج شکل مورد نظرما را به خود بگیرد.
* محصولات اکسترودری:
1- انواع شلنگها
2- ترد تایر(آج تایر)
3- سایدوال تایر( قسمت کناری رویه ی تایر
4- درزگیرها
5- پروفیلها و نوارها
6- سیمها و کابلها
7- و کلا" تمام محصولاتی که به صورت پیوسته می باشند.
تقسیم بندی اکسترودر ها از نظر تغذیه:
اکسترودر هایی که از روی دمای مواد مورد تغذیه آنها که برای انجام عملیات ضروری میباشد تفکیک می شوند دو دسته اند:
- اکسترودر تغذیه گرم
- اکسترودر تغذیه سرد
معمولا" تغذیه مورد نیاز برای اکسترودر های گرم که در صنعت لاستیک به کار گرفته شده اند قبلا" طی عملیاتی جداگانه پیش گرم می شوند. در روشهای معمول اکستروژن گرم معمولا از یک میل برای این کار استفاده میشود.اکسترودر های سرد که با استفاده ازیک نوار لاستیکی یا لاستیکهای دانه ای در دمای محیط کار میکند.ثانیا" اکسترودرها را میتوان با توجه به کاربردشان طبقه بندی و تفکیک کرد.
تفاوت عمده فیزیکی میان اکسترودرهای سرد وگرم در نسبت طول به قطر مارپیچشان میباشد. برای ماشینهای گرم که قسمت قابل ملاحظه ای انرژی جهت گرم کردن و پلاستیکی کردن مخلوط لاستیک روی میل انجام شده عمل مارپیچ اکسترودر صرفا" انتقال و اعمال فشار می باشد.
اکستروژن مواد ترموپلاستیک(گرمانرم) تحت دو فرایند مهم به کار می رود:
- اکستروژن توسط مارپیچ(اکستروژن مارپیچی)
اکستروژن مارپیچی برای اولین بار برای اکستروژن مواد ترموپلاستیک در ابتدای دهه ی 1930 استفاده شد.مواد ترموپلاستیک به طور عمده توسط اکسترودرهای مارپیچی اکسترود می شوند.اکسترودر ها می توانند به صورت یک و یا چند مارپیچ(دو یا سه مارپیچ) باشند. اکسترودرهای چند مارپیچ ممکن است به طور هماهنگ داخلی و یا غیر هماهنگ(درهم قرار گرفتن کانال ها یا قرار نگرفتن آنها)و یا چرخش همسوی پیچ ها و یا غیر همسو عمل کنند.
اکسترودرهای با مارپیچ هماهنگ داخلی با پمپهای جابجائی مثبت کار می کنند و خروجی آنها کاملا به فشار برگشتی بستگی دارد.
مارپیچ های غیر هماهنگ داخلی معمولی برای چرخیدن در جهت های مختلف مارپیچ مناسب اند.
- اکستروژن تلمبه ای
تاریخ اکستروژن مواد ترموپلاستیک برای اولین بار در سال 1870 انجام گرفت که نیترات سلولز از یک چوب توسط یک تلمبه هیدرولیکی اکسترود شد.
فرایند شکل دهی پلیمرهای پس از اکسترودر:
با توجه به گسترده بودن این موضوع، تنها به بحث اکستروژن فیلم دمشی اکتفا نموده وآن را مورد بررسی اجمالی قرار می دهم.
فیلم های پلاستیکی در شکل و مدل های متنوع و متعددی وجود دارند که محدوده ی آنها از فیلم های ساده ی LDPE تا فیلم های پلی استری آلومینه شده ظریف که در صنایع بسته بندی مدرن استفاده می شود گسترش یافته است.
در اکستروژن دمشی(که اغلب LDPE می باشند)مذاب پلاستیک به درون یک حدیده آنالوسی(حلقه ای) می رود.(شکل الف)
مذاب با فشار به درون حدیده وارد می شود، سپس هنگام خروج از حدیده از هم باز شده و به شکل لوله توخالی و با دیواره ضخیم در می آید.این لوله توسط جریان همرایی که از پائین وارد می شود به شکل حباب تو خالی متورم شده و به قطر مورد نظر می رسد و به یک فیلم نازک تبدیل می شود.جریان هوا هم سبب تورد و هو سر شدن لوله می شود و بنابراین حباب می تواند به پایداری ابعادی برسد.
بعد از تورم مواد، چند متری(می تواند یک متر و کمتر نیز باشد) را در فضا طی می کند ، و بعد توسط غلتک های راهنما به طرف بالا رفته و سپس فاصله بین دو غلتک صاف شده و نهایتا در میان یک سری غلتک ها به حرکت در آمده تا این که به غلتک های جمع کننده در انتهای خط تولید برسد.لازم به ذکر است که فاصله بعد از خروجی حدیده(دای) تا غلتک های صاف کننده از صفحاتی به عنوان موج گیر استفاده می شود تا موج های احتمالی را به حداقل برسانند.
حباب از یک حالت کاملا مذاب که ساختار مولکولی آمورف(بی نظم) را در پلاستیک نشان می دهد به یک حالت نیمه کریستالی تبدیل می شود که درحین سرد شدن اتفاق می افتد.
توجه داشته باشید که میزان جهت یافتگی مولکولی و نهایتا خواص مکانیکی پلاستیک به ارتفاع خط سردسازی(Line Freeze) بستگی دارد.
اخیرا از این فرایند جهت تولید فیلم های چند لایه نیز استفاده می شود که محصول آن یک پلاستیکی با مقاومت پارگی و مقاومت کششی بالاست که در صنایع بسته بندی و تولید کیسه های زباله با دوام به کار می رود.
منابع:
کتاب اکسترودر و جریان های آن