في عمليات طحن البلاستيك ، يعد الخلط المتساوي عاملًا محوريًا يحدد جودة المنتج. يصبح هذا أمرًا حاسمًا بشكل خاص عند دمج مجموعات رئيسية ذات نسبة منخفضة من الألوان ،حيث تلعب الخليط الخلفي الخليط المحوري للمواد دورا أساسياتتطلب العملية أن تخضع جزيئات masterbatch لتقليص الحجم بشكل كبير من ملمتر إلى ميكرومتر داخل جهاز التطويق ، مما يقدم تحديات خلط استثنائية.
الهدف من خلط القمع هو تحقيق توزيع متجانس للمكونات ، مما يضمن خصائص المنتج المتسقة مثل اللون والخصائص الميكانيكية. عند إضافة مجموعات رئيسية منخفضة التركيز ،يمكن أن يتجاوز فصل الجسيمات الأولي 100 مملتحقيق تلوين موحد، يجب أن يصل سمك الشريط النهائي إلى مقياس ميكرومتر، وهو تخفيض بمقدار خمسة أوضاع من الكبر الذي يتطلب قدرة استثنائية على الخلط.
يركز التحليل التقليدي على الخلط الشعبي (داخل القسم الشعبي لقناة المسمار) ، والذي يحكمه معدل قشر كوت:
γ = πDN/H
حيث D = قطر البرميل، N = سرعة المسمار، H = عمق القناة. معدلات القطع النموذجية (50-100 s-1) جنبا إلى جنب مع أوقات الإقامة 20 ثانية يعطي 1000-2،000 وحدة إجمالي للجهد القصي كافية لتقليل التجاعيد ثلاثية النظام ولكن غالباً ما تكون غير كافية للتوحيد البصري.
الاختلاط المحوري (العكس) ، على العكس من ذلك، هو تدفق مدفوع بالضغط على طول محور الجهاز. يثبت فهم هذه الآلية أنه أمر حيوي لتحسين تصميم المسمار.
بالنسبة للسوائل القائمة على قانون الطاقة (τ = m ((γ') n) ، فإن السرعة غير الأبعاد φ=v/vmax تتعلق بالتوجهات غير الأبعاد ξ=2y/H كما:
φ = 1 - ∙ ∙ ∙ ∙
تظهر السوائل النيوتونية (n=1) ملامح السرعة البارابولية مع صفر قشر في خط الوسط ◄ مما يخلق مناطق ميتة مختلطة. مع انخفاض n (سلوك تقليل القشر) ، تقترب الملامح من تدفق القابس ،توسيع المناطق المنخفضة القص وتعقيد الخليط.
يظهر تحليل RTD كيف تختلف أوقات إقامة المواد داخل الجهاز.
v ((y) = v_max * [1 - (2 تشكيلات/H) ^ (((n+1)/n) ]
تستمد وظيفة RTD الخارجية f ((t)dt من توزيع السرعة ، مما يدل على أن زيادة التخفيف القصير (أقل n) تضيق RTD reducing backmixing efficiency.نموذج Pinto-Tadmor RTD ذو المسمار الواحد للسوائل النيوتونية:
F ((θ) = 1 - (1 - θ) 2 ((1 + 0.35θ + 0.135θ2)
يوضح كيف أن هندسة المسمار تحد من تقييد التطوير والتطوير التقني مقابل سيناريوهات الصفائح الموازية، مع التأكيد على تحديات الخلط الخلفي.
تنشأ القضايا الرئيسية من القطع المحوري القريب من الصفر في مراكز قنوات المسامير. وتشمل الحلول الفعالة:
لا يزال الخلط الخلفي هو مهمة الخلط الأكثر تطلبًا للطحن بسبب القص المحوري المنخفض بطبيعته ، وخاصة في مراكز القناة ومواد القص.يحتاج تحقيق تخفيض التجاعيد الخمسية إما إلى أجهزة خلط متقدمة (مثل خلاطات الداخل والخارج أو CRD) أو تقليل التجاعيد الأولية من خلال تعديلات المواد الخام.الابتكارات المستقبلية قد تجمع بين التحسين الهندسي مع تقنيات معالجة المواد المتقدمة للتغلب على هذه التحديات المستمرة.
