নতুন পদ্ধতি স্ক্রু এক্সট্রুশনে পলিমার মিশ্রণকে উন্নত করে

প্লাস্টিক এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াগুলিতে, অভিন্ন মিশ্রণ পণ্যের গুণমান নির্ধারণের একটি প্রধান ফ্যাক্টর হিসাবে দাঁড়িয়েছে। কম-শতাংশ রঙের মাস্টারব্যাচগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করার সময় এটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে, যেখানে ব্যাকমিক্সিং-সামগ্রীর অক্ষীয় কাউন্টার-ফ্লো মিশ্রন-একটি অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে। প্রক্রিয়াটির জন্য এক্সট্রুডারের মধ্যে মিলিমিটার থেকে মাইক্রোমিটার স্কেলে নাটকীয় আকার হ্রাস করার জন্য মাস্টারব্যাচ কণার প্রয়োজন, যা অসাধারণ মিক্সিং চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে।

এক্সট্রুশন মিশ্রণের লক্ষ্য উপাদানগুলির একজাতীয় বন্টন অর্জন করা, রঙ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের মতো সামঞ্জস্যপূর্ণ পণ্যের বৈশিষ্ট্যগুলি নিশ্চিত করা। কম ঘনত্বের মাস্টারব্যাচ যোগ করার সময়, প্রাথমিক কণা বিচ্ছেদ 100 মিমি অতিক্রম করতে পারে। অভিন্ন রঙ অর্জনের জন্য, চূড়ান্ত স্ট্রিয়েশনের বেধ অবশ্যই মাইক্রোমিটার স্কেলে পৌঁছাতে হবে- পাঁচটি মাত্রার একটি হ্রাস যা ব্যতিক্রমী মিশ্রণের ক্ষমতা দাবি করে।

ঐতিহ্যগত বিশ্লেষণ ক্রস-বিভাগীয় মিশ্রণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে (স্ক্রু চ্যানেল ক্রস-সেকশনের মধ্যে), কুয়েট শিয়ার রেট দ্বারা নিয়ন্ত্রিত:

γ = πDN/H

যেখানে D = ব্যারেল ব্যাস, N = স্ক্রু গতি, H = চ্যানেলের গভীরতা। সাধারণ শিয়ার রেট (50-100 s⁻¹) 20-সেকেন্ডের আবাসিক সময়ের সাথে মিলিত হলে 1,000-2,000 মোট শিয়ার স্ট্রেন ইউনিট পাওয়া যায়- তিন-অর্ডার স্ট্রিয়েশন হ্রাসের জন্য যথেষ্ট কিন্তু প্রায়শই চাক্ষুষ অভিন্নতার জন্য অপর্যাপ্ত।

অক্ষীয় মিশ্রণ (ব্যাকমিক্সিং), বিপরীতভাবে, এক্সট্রুডার অক্ষ বরাবর চাপ-চালিত প্রবাহ। এই প্রক্রিয়া বোঝা স্ক্রু নকশা অপ্টিমাইজ করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ প্রমাণিত হয়.

পাওয়ার-ল ফ্লুইডের জন্য (τ = m(γ')ⁿ), মাত্রাবিহীন বেগ φ=v/vmax মাত্রাবিহীন স্থানাঙ্ক ξ=2y/H এর সাথে সম্পর্কিত:

φ = 1 - |ξ|^((n+1)/n)

নিউটনিয়ান তরল (n=1) কেন্দ্ররেখায় শূন্য শিয়ার সহ প্যারাবোলিক বেগ প্রোফাইল প্রদর্শন করে - মিশ্রিত মৃত অঞ্চল তৈরি করে। n কমে যাওয়ার সাথে সাথে (শিয়ার-পাতলা আচরণ), প্রোফাইলগুলি প্লাগ প্রবাহের সাথে যোগাযোগ করে, নিম্ন-শিয়ার অঞ্চলগুলিকে প্রসারিত করে এবং ব্যাকমিক্সিংকে জটিল করে তোলে।

আরটিডি বিশ্লেষণ প্রকাশ করে কিভাবে উপাদানের বসবাসের সময় এক্সট্রুডারের মধ্যে পরিবর্তিত হয়। সমান্তরাল প্লেটের মধ্যে পাওয়ার-ল প্রেসার প্রবাহের জন্য:

v(y) = v_max * [1 - (2|y|/H)^((n+1)/n)]

বাহ্যিক RTD ফাংশন f(t)dt বেগ বন্টন থেকে উদ্ভূত, দেখায় যে বর্ধিত শিয়ার-থিনিং (নিম্ন n) RTD-কে সংকুচিত করে-ব্যাকমিক্সিং দক্ষতা হ্রাস করে। নিউটনিয়ান তরলগুলির জন্য পিন্টো-টাডমোরের একক-স্ক্রু RTD মডেল:

F(θ) = 1 - (1 - θ)²(1 + 0.35θ + 0.135θ²)

ব্যাকমিক্সিং চ্যালেঞ্জের উপর জোর দিয়ে RTD বনাম সমান্তরাল-প্লেট পরিস্থিতিকে কীভাবে স্ক্রু জ্যামিতি আরও সীমাবদ্ধ করে তা প্রদর্শন করে।

স্ক্রু চ্যানেল কেন্দ্রে প্রায়-শূন্য অক্ষীয় শিয়ার থেকে মূল সমস্যাগুলি দেখা দেয়। কার্যকর সমাধান অন্তর্ভুক্ত:

• মিক্সিং পিন/স্লট:উপাদান পুনঃবন্টন প্রবাহ নিদর্শন ব্যাহত
• ভিতরের বাইরে মিক্সার:অফসেট ফ্লাইটগুলি সক্রিয়ভাবে মূল উপাদানগুলিকে চ্যানেলের পরিধিতে স্থানান্তর করে
• সিআরডি মিক্সার:রেডিয়াল-অক্ষীয় উপাদান বিনিময় প্রচার বিশেষ নকশা
• কণার আকার হ্রাস:ছোট ফিডস্টক প্রাথমিক স্ট্রিয়েশন বেধ হ্রাস করে
• তরল রং:প্রাথমিক স্ট্রিয়েশন হ্রাস করুন তবে ব্যারেল তৈলাক্তকরণকে প্রভাবিত করতে পারে

সহজাতভাবে কম অক্ষীয় শিয়ারের কারণে ব্যাকমিক্সিং এক্সট্রুশনের সবচেয়ে চাহিদাপূর্ণ মিক্সিং কাজ থেকে যায়, বিশেষ করে চ্যানেল কেন্দ্রে এবং শিয়ার-পাতলা উপকরণ সহ। পাঁচ-অর্ডার স্ট্রিয়েশন হ্রাস অর্জনের জন্য হয় উন্নত মিক্সিং ডিভাইস (যেমন ভিতরে-আউট বা সিআরডি মিক্সার) বা ফিডস্টক পরিবর্তনের মাধ্যমে প্রাথমিক স্ট্রিয়েশন হ্রাস করা প্রয়োজন। ভবিষ্যতের উদ্ভাবনগুলি এই ক্রমাগত চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে উন্নত উপাদান পরিচালনার কৌশলগুলির সাথে জ্যামিতিক অপ্টিমাইজেশনকে একত্রিত করতে পারে।