Wie wirkt sich die Position der Seitenzuführung auf die Doppelschneckenextrusion aus?

In einem Doppelschneckenextruder wird der Seiteneinzug häufig verwendet, um Materialien einzuführen, die sich nur schwer durch das Haupteinzugssystem zuführen lassen, insbesondere kurze Glasfasern, mineralische Füllstoffe und andere Pulver. Bei der Installation eines Seitenzuführers kommt es jedoch nicht nur darauf an, eine verfügbare Fassöffnung auszuwählen. Die Position des Seiteneinzugs kann direkten Einfluss auf Schmelzen, Dispergierung, Beibehaltung der Faserlänge, Verweilzeit und die Gesamtstabilität des Extrusionsprozesses haben.

Aus diesem Grund sollte die Position des Seiteneinzugs normalerweise zusammen mit dem Material, der Rezeptur, der Schneckenkonfiguration und den Produktionsanforderungen berücksichtigt werden.

Warum ist die Position der Seitenzuführung wichtig?

Das über einen Seiteneinzug zugeführte Material wird nicht sofort Teil einer fertigen Mischung. Nach Eintritt in den Doppelschneckenextruder muss es noch gefördert, von der Polymerschmelze benetzt und dispergiert werden, bevor es die Düse erreicht.

Das bedeutet, dass die Position des Seiteneinzugs bestimmt, wie stark das Material verarbeitet wird, nachdem es in den Extruder gelangt.

Wenn der Dosierer zu weit stromaufwärts installiert ist, kann das hinzugefügte Material durch einen relativ langen Abschnitt der Schnecke wandern. Dadurch kann mehr Zeit zum Mischen gewonnen werden, Materialien wie kurze Glasfasern können jedoch auch stärkeren mechanischen Belastungen und Scherkräften ausgesetzt werden.

Wenn es zu weit stromabwärts installiert wird, hat das Material möglicherweise nicht genügend Zeit, sich richtig zu verteilen und zu homogenisieren, bevor es die Düse erreicht.

Daher gibt es keine allgemeingültige Antwort wie „Der Seiteneinzug sollte immer in Zone 5 installiert werden“ oder „Zone 6 ist die beste Position“. Die geeignete Position hängt davon ab, was zugeführt wird und wie die gesamte Schnecke für die Verarbeitung ausgelegt ist.

Kurze Glasfaser: Dispersion und Faserlänge ausgleichen

Für Anwendungen wie PA6 GF30, PA66 GF30 und andere glasfaserverstärkte Verbindungen werden kurze Glasfasern üblicherweise über eine seitliche Zuführung eingeführt, nachdem das Polymer einen geeigneten geschmolzenen Zustand erreicht hat.

Dies ist wichtig, da die Glasfaser ordnungsgemäß in die Polymerschmelze eingearbeitet werden muss. Gleichzeitig sollte eine übermäßige mechanische Beanspruchung vermieden werden, wenn die Beibehaltung der nutzbaren Faserlänge für die endgültigen mechanischen Eigenschaften wichtig ist.

Eine zu früh platzierte Seitenzuführung kann dazu führen, dass die Glasfaser einen längeren Misch- und Förderweg hat. Eine Position, die zu weit stromabwärts liegt, kann andererseits dazu führen, dass die Länge für eine ordnungsgemäße Verteilung und Homogenisierung nicht ausreicht.

Aus diesem Grund sollten die Position der Seitenzuführung, die Schneckenkonfiguration und die Mischintensität als ein System und nicht als drei unabhängige Parameter betrachtet werden.

Pulver- und Füllstoffzufuhr

Die seitliche Zufuhr wird auch häufig für Calciumcarbonat, Talk, mineralische Füllstoffe und andere Pulver in der Kunststoffmischung eingesetzt.

Hier kann die Zielsetzung etwas anders sein als bei der Glasfaserzuführung. Der Prozess muss eine stabile Pulverzufuhr und eine gute Verteilung in der gesamten Polymerschmelze erreichen und gleichzeitig eine übermäßige Ansammlung, schlechte Benetzung oder unzureichende Durchmischung vermeiden.

Die Position der Seitenzuführung muss daher sowohl zum Verhalten des Pulvers als auch zum verarbeiteten Polymer passen. Ein Füllstoff mit einem hohen Beladungsgrad kann auch einen anderen Ansatz erfordern als eine Formulierung, die nur eine kleine Menge Pulver enthält.

Dies ist einer der Gründe, warum das einfache Kopieren der Seitenzuführungsposition von einer anderen Extrusionslinie nicht immer zum gleichen Ergebnis führt.

Die Position der seitlichen Zuführung ist mit der Schneckenkonfiguration verbunden

Der Seiteneinzug sollte nicht getrennt von der Schnecke betrachtet werden.

Beispielsweise kann der Schneckenabschnitt vor der Seitenzuführung in erster Linie zum Fördern und Schmelzen des Hauptpolymers ausgelegt sein, während der Abschnitt nach der Seitenzuführung für das Mischen und Fördern sorgen kann, das zum Einarbeiten des hinzugefügten Materials erforderlich ist.

Die Knetblöcke, Förderelemente, Mischelemente und ihre Anordnung nach der Seitenzuführung haben Einfluss darauf, wie stark das Material verarbeitet wird, bevor es die Matrize erreicht.

L/D ist ebenfalls relevant. Eine Maschine mit ausreichender Länge der nachgeschalteten Schnecke gibt dem Ingenieur mehr Raum, um das Material einzuführen und dann vor der Extrusion für die erforderliche Mischung, Homogenisierung und Entgasung zu sorgen.

Mit anderen Worten:

Die richtige Position des Seitenzuführers wird nicht allein durch die Laufposition bestimmt. Es wird dadurch bestimmt, was vor und nach der Einspeisestelle passiert.

Gibt es eine Standardposition für die Seitenzuführung?

Nicht wirklich.

Ein gutes Extrusionsdesign sollte mindestens Folgendes berücksichtigen:

• Das zu verarbeitende Polymer und die Additive

• Kurze Glasfaser- oder Pulvereigenschaften

• Füllstoff- oder Faserbeladungsgrad

• Hauptfütterungsmethode

• Erforderliche Dispergier- und Mischintensität

• Schraubenkonfiguration

• Verfügbare L/D

• Erforderliche Produktionskapazität

Bei flüssigen Zusatzstoffen kann die Fütterungsstrategie zusätzliche Überlegungen erfordern und wird hier nicht erörtert.

Deshalb sollte ein erfahrener Extrusionshersteller nicht einfach jedem Kunden die gleiche Position des Seiteneinzugs empfehlen.

Die richtige Position hängt von Ihrer Bewerbung ab

Bei einer glasfaserverstärkten Verbindung kann die Priorität darin bestehen, die Fasern in eine stabile Polymerschmelze einzuführen und gleichzeitig für eine ausreichende nachgeschaltete Durchmischung ohne unnötige Faserschädigung zu sorgen.

Bei einem hochgefüllten Compound oder Füllstoff-Masterbatch kann sich die Priorität auf eine stabile Pulverzufuhr, Benetzung und Dispersion verlagern.

Von außen mag die Maschine ähnlich aussehen, die interne Schneckenkonfiguration und die Anordnung der seitlichen Zuführung können jedoch recht unterschiedlich sein.

Bei HAISI bestimmen wir normalerweise die Position des Seitenzuführers zusammen mit der Schneckenkonfiguration und den tatsächlichen Material- und Produktionsanforderungen des Kunden , anstatt sie als feste Maschinenspezifikation zu betrachten.

Wenn Sie ein Doppelschneckenextrusionsprojekt mit Kurzglasfasern, Calciumcarbonat, Talk oder anderen Pulverfüllstoffen planen , teilen Sie uns Ihr Material, Ihre Rezeptur, die erforderliche Leistung und das Zielprodukt mit. Wir können die Einzugsposition und die nachgeschaltete Schneckenkonfiguration als Teil des gesamten Extrusionsprozesses bewerten.