प्लास्टिक एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं में, समान मिश्रण उत्पाद की गुणवत्ता को निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में खड़ा है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है जब कम प्रतिशत रंग मास्टरबैच शामिल होते हैं,जहां बैकमिशिंग ऎक्सियल काउंटर-फ्लो मिक्सिंग सामग्री ऎसी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैइस प्रक्रिया के लिए मास्टरबैच कणों को एक्सट्रूडर के भीतर मिलीमीटर से माइक्रोमीटर के पैमाने पर नाटकीय आकार में कमी की आवश्यकता होती है, जो मिश्रण के लिए असाधारण चुनौतियां पेश करता है।
एक्सट्रूज़न मिश्रण का उद्देश्य घटकों के समरूप वितरण को प्राप्त करना है, जिससे रंग और यांत्रिक गुणों जैसे स्थिर उत्पाद विशेषताओं को सुनिश्चित किया जा सके।कणों का प्रारंभिक विभाजन 100 मिमी से अधिक हो सकता हैएक समान रंग प्राप्त करने के लिए, अंतिम स्ट्रीट मोटाई को माइक्रोमीटर पैमाने पर पांच परिमाण के आदेश की कमी तक पहुंचना चाहिए जो असाधारण मिश्रण क्षमता की मांग करता है।
पारंपरिक विश्लेषण पारदर्शी मिश्रण (स्क्रू चैनल के पारदर्शी अनुभाग के भीतर) पर केंद्रित है, जो कोएट कतरनी दर द्वारा शासित हैः
γ = πDN/H
जहां डी = बैरल व्यास, एन = पेंच गति, एच = चैनल गहराई. विशिष्ट कतरनी दरें (50-100 s−1) 20 सेकंड के निवास समय के साथ संयुक्त 1,000-2,000कुल कतरनी तनाव इकाइयों के लिए पर्याप्त तीन आदेश striation कमी के लिए लेकिन अक्सर दृश्य एकरूपता के लिए अपर्याप्त.
अक्षीय मिश्रण (बैकमिक्सिंग), इसके विपरीत, एक्सट्रूडर अक्ष के साथ दबाव-संचालित प्रवाह है। इस तंत्र को समझना पेंच डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण साबित होता है।
शक्ति-कानून तरल पदार्थों के लिए (τ = m(γ') n), आयाम रहित वेग φ=v/vmax आयाम रहित निर्देशांक ξ=2y/H से संबंधित हैः
φ = 1 - ∙∙∙
न्यूटोनियन द्रव (n=1) में केंद्र रेखा पर शून्य कतरनी के साथ पैराबोलिक वेग प्रोफाइल होते हैं, जिससे मिश्रण मृत क्षेत्र बनते हैं। जैसे-जैसे n घटता है, प्रोफाइल प्लग प्रवाह के करीब आते हैं,कम कतरनी वाले क्षेत्रों का विस्तार करना और बैकमिक्सिंग को जटिल बनाना.
आरटीडी विश्लेषण से पता चलता है कि एक्सट्रूडर के भीतर सामग्री के निवास समय में कैसे भिन्नता होती है। समानांतर प्लेटों के बीच शक्ति-कानून दबाव प्रवाह के लिएः
v(y) = v_max * [1 - (2 गौणताएँ/H) ^((n+1)/n) ]
बाहरी आरटीडी फलन f ((t) dt वेग वितरण से प्राप्त होता है, जो दर्शाता है कि बढ़ी हुई कतरनी-पातलीकरण (निम्न n) आरटीडी को संकुचित करती है।न्यूटनियन तरल पदार्थों के लिए पिंटो-टैडमोर का एकल पेंच आरटीडी मॉडल:
F ((θ) = 1 - (1 - θ) 2 ((1 + 0.35θ + 0.135θ2)
यह दर्शाता है कि स्क्रू ज्यामिति किस प्रकार आरटीडी को समानांतर प्लेट परिदृश्यों के मुकाबले और अधिक सीमित करती है, जिसमें बैकमिक्सिंग चुनौतियों पर जोर दिया गया है।
मुख्य समस्याएं पेंच चैनल केंद्रों में लगभग शून्य अक्षीय कतरनी से उत्पन्न होती हैं। प्रभावी समाधानों में शामिल हैंः
विशेष रूप से चैनल केंद्रों में और कतरनी पतली सामग्री के साथ, अंतर्निहित रूप से कम अक्षीय कतरनी के कारण बैकमिक्सिंग एक्सट्रूज़न का सबसे अधिक मांग वाला मिश्रण कार्य बना हुआ है।पांच-आदेश स्ट्रीशन में कमी प्राप्त करने के लिए या तो उन्नत मिश्रण उपकरणों (जैसे अंदर-बाहर या सीआरडी मिक्सर) या कच्चे माल में संशोधन के माध्यम से कम प्रारंभिक स्ट्रीशन की आवश्यकता होती हैभविष्य के नवाचार इन निरंतर चुनौतियों को दूर करने के लिए ज्यामितीय अनुकूलन को उन्नत सामग्री हैंडलिंग तकनीकों के साथ जोड़ सकते हैं।
