سیلندر و مارپیچ پی وی سخت

اکسترودرها در دو دسته­ی تک ماردون و دو ماردون برای شکلدهی پلیمرها به کار می­روند، اکسترودرهای تک ­ماردون با قیمت پایین­تر و سادگی بیشتر در طراحی، برای کاربردهایی مانند شکلدهی لوله­های پلی­اتیلن و اکسترودرهای زنده­ خور  مورد استفاده قرار می­گیرد اما در کاربردهای پیچیده­تری ماننده شکلدهی لوله­های PVC، به دلیل استفاده از یک فرمولاسیون شامل پایدارکننده­ ها، رنگ­ها، آنتی یووی و ذرات جامد کلسیم کربنات به عنوان خوراک اکسترودر، از اکسترودرهای دوماردون استفاده می­شود که این مسئله­ ی کاربرد اکسترودرهای دو مارپیچ در فرایند PVC، دلایل زیادی می­تواند به خود اختصاص دهد:

در شکل دهی PVC، باید فرمولاسیون استفاده شده پس از ذوب شدن در اکسترودر به شدت مخلوط شود که دو عامل موثر در این اختلاط دخیل می­باشد، که عامل اول بحث جریان برگشتی از سوی ناحیه­ی آخر(ناحیه­ی افزایش فشار قبل از ورود به قالب) و دای می­باشد که یک سری جریان­های گردابی در کانال­ها به وجود می­آورد و عامل دوم اختلاط در اکسترودرهای دو مارپیچ مخصوص PVC، ناحیه­ی اختلاط مربوط به ماردون­ دارای ساختارهای مختلفی می­باشد که در آن تنش­های زیاد و خاصی  به ماده­ی ذوب شده وارد می­گردد، از طرف دیگر به دلیل حساسیت این ماده به گرما، نمونه نباید مدت زمان زیادی در اکسترودر تحت دمای بالا باقی بماند بنابراین از اکسترودرهای دوپیچه­ی ناهمسوگرد استفاده می­شود زیرا در این نوع اکسترودر دو ماردون، سرعت انتقال ماده زیاد بوده و مدت زمان زیادی در اکسترودر باقی نمی­ماند البته برای جلوگیری از سوختن مذاب PVC در اکسترودر، با توجه به زمان ماند مذاب در اکسترودر، از پایدارکننده­ی حرارتی در اکسترودر استفاده می­گردد. این نوع اکسترودرها دارای ساختار مارپیچ مخروطی شکل (conical) می­باشد زیرا پودر وارده در ابتدا با حجم بیشتر وارد شده سپس با جلو رفتن و ذوب شدن حجم کمتری را برای ادامه حرکت در سیستم نیاز دارد و قطر مارپیچ کاهش می­یابد.

اکسترودر دو ماردون ناهمسوگرد نسبت به اکسترودرهای دو ماردون همسوگرد، دارای قدرت زیاد انتقال مواد مذاب بوده، در حالی که تنش و فشار کمتری، جهت اختلاط مواد به پلیمر وارد می­کند به همین دلیل از جریان برگشتی زیادی استفاده می­گردد. از آن جا که مذاب PVC در اکسترودرها به شدت نسبت به دما حساسیت بالا دارد و در صورت عدم تنظیم درست سیستم، ماده می­سوزد، زمان ماند از اهمیت زیادی برخوردار است، بنابر این زمان ماند در اکسترودرهای دو ماردون مخصوص PVC به شدت تابعیت جریان برگشتی مذاب پلیمری در اکسترودر است.

در اکسترودرهای دو ماردون ناهمسوگرد، سیستم خوراک­رسانی، جز حیاتی اکسترودر محسوب می­شود که در صورت اینکه سرعت حرکت دو ماردون کم باشد، از یک هوپر برای وارد نمودن مواد به درون اکسترودر استفاده می­کنند که این هوپر در بالای اکسترودر قرار می­گیرد و در حالی که، سرعت حرکت ماردون­ها سریع باشد از خوراک­دهنده­هایی مانند مسیر لغزان یا گیرپمپ برای انتقال مواد استفاده می­شود.

خطوط تولید PVC، شامل دو بخش بوده که بخش اول شامل  اختلاط اولیه خوراک بوده و سپس ماده را وارد هوپر نموده و به بخش دوم شامل سیستم اکستروژنی ارسال می­کند، که در این مرحله ماده ذوب شده و شکل می­گیرد اما در خطوط تولید مواد پلی­اتیلنی از یک خط تولید یک مرحله­ای شامل اکسترودر تک ماردون استفاده می­شود زیرا در این نوع خط تولید نیازی به وارد کردن گشتاور زیاد و اختلاط بالا وجود ندارد.

پس از اینکه لوله­های PVC از اکسترودر خارج می­شود وارد یک کالیبراتور شده، که توسط این کالیبراتور لوله­ به دیواره وکیوم شده و از تغییر شکل لوله­ی نرم ذوب شده پس از خروج از اکسترودر جلوگیری می­شود و در ادامه این لوله وارد یک وان خنک کننده­ی آب شده که این وان به خنک سازی لوله کمک می­کند. عملیات پیوسته در سیستم اکستوژنی دوماردون ناهمسوگرد با سیستم­های همسوگرد مشابه است و المان­های موجود بر روی ماردون اکسترودر ماده را به سمت قالب منتقل می­کنند.

همانند اكسترودر تك ­ماردون، در اين اكسترودر نيز عملكردهاي متفاوتي درون سيلندر انجام مي­گيرد كه مهم­ترين آنها به شرح زير است:

ـ خوراك­دهي،
ـ ذوب­شدن،
ـ انتقال مذاب،
ـ اختلاط توزيعي،
ـ اختلاط پراكنشي،

ـ گاززدايی و
ـ توليد فشار.

در ادامه با تنظیم سرعت سرد سازی برای لوله­های PVC در وان خنک سازی، می­توان میزان بلورینگی لوله­ها را  تنظیم نموده و با توجه به خواص ویژه­ای که مورد انتظار است می­توان این میزان بلورینگی را تغییر داد. هرچه سرعت سردسازی بیشتر باشد ماده انعطاف پذیرتر و با استحکام کمتری بوده در حالی که هر چه سرد سازی کندتر باشد ماده دارای استحکام بالاتر و انعطاف پذیری کمتری خواهد شد.

نوشته: پیمان قربان زاده