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Extrusores con doble tornillo

Extrusores con doble tornillo

2025-07-05

I. Principios de funcionamiento: Ciencia de la dispersión de precisión

Estructura central:

  • Co-rotación entrelazada(90% de cuota de mercado): Los tornillos totalmente simétricos crean "cámaras C" cerradas para la descomposición de partículas de alta cizallamiento (por ejemplo, ATH aglomerado)

  • Contra-rotación: Se utiliza para PVC sensible al calor con menor cizallamiento pero dispersión más débil

Etapas de dispersión:

  1. Zona de transporte(L/D=1-5): Mezcla inicial de retardantes sólidos (por ejemplo, DBDPE) con polímeros (PP/PA)

  2. Zona de fusión(L/D=6-15): La temperatura aumenta a 180-240°C, los bloques de amasado generan una velocidad de cizallamiento de 10⁴ s⁻¹ para romper los agregados

  3. Zona de homogeneización(L/D=16-40): El respiradero de vacío elimina los subproductos de la degradación (por ejemplo, vapor de Sb₂O₃ del trióxido de antimonio)

II. Parámetros críticos que impactan el rendimiento

Parámetro Rango óptimo Mecanismo Estudio de caso
Relación L/D 40:1~60:1 Mayor tiempo de residencia Coperion ZSK Mc18: 60:1
Velocidad del tornillo 300-800 rpm Mayor velocidad = mayor cizallamiento PA6 reforzado con GF: >500 rpm
Energía específica (SME) 0.2-0.4 kWh/kg La entrada de energía gobierna la dispersión Por debajo de 0.15kWh/kg: 30% de pérdida de eficiencia
Zonas de temperatura Multizona ±1°C Previene la degradación térmica Fósforo rojo: <160°C

III. Diseño avanzado de tornillos para retardantes de llama

  • Optimización del bloque de amasado:

    • Escalonado a 30°: Mezcla suave (para APP intumescente)

    • Ángulo recto de 90°: Rotura de alta cizallamiento (para aglomerados de nano-Mg(OH)₂)

  • Elementos inversos:
    Crea zonas de sellado de fusión para extender el tiempo de residencia para sistemas rellenos (por ejemplo, 70% ATH)

IV. Innovaciones de vanguardia

  1. Dispersión asistida por ultrasonidos(KraussMaffei):
    Ultrasonido de 40 kHz en la zona del cilindro 7 reduce el tamaño de partícula del nano-retardante (por ejemplo, MOFs) por debajo de 100 nm

  2. Configuración de tornillo impulsada por IA(Siemens PAAT):
    Genera automáticamente perfiles de tornillo basados en el tipo de retardante (halógeno/fósforo/inorgánico), cambio un 90% más rápido

Datos de la industria: Las extrusoras de doble tornillo optimizadas permiten:

  • 15% menos carga de retardante (en UL94 V-0)

  • 50% menor densidad de humo (ASTM E662)

  • La pérdida de propiedades mecánicas mejoró del 30% a <8%

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Extrusores con doble tornillo

Extrusores con doble tornillo

2025-07-05

I. Principios de funcionamiento: Ciencia de la dispersión de precisión

Estructura central:

  • Co-rotación entrelazada(90% de cuota de mercado): Los tornillos totalmente simétricos crean "cámaras C" cerradas para la descomposición de partículas de alta cizallamiento (por ejemplo, ATH aglomerado)

  • Contra-rotación: Se utiliza para PVC sensible al calor con menor cizallamiento pero dispersión más débil

Etapas de dispersión:

  1. Zona de transporte(L/D=1-5): Mezcla inicial de retardantes sólidos (por ejemplo, DBDPE) con polímeros (PP/PA)

  2. Zona de fusión(L/D=6-15): La temperatura aumenta a 180-240°C, los bloques de amasado generan una velocidad de cizallamiento de 10⁴ s⁻¹ para romper los agregados

  3. Zona de homogeneización(L/D=16-40): El respiradero de vacío elimina los subproductos de la degradación (por ejemplo, vapor de Sb₂O₃ del trióxido de antimonio)

II. Parámetros críticos que impactan el rendimiento

Parámetro Rango óptimo Mecanismo Estudio de caso
Relación L/D 40:1~60:1 Mayor tiempo de residencia Coperion ZSK Mc18: 60:1
Velocidad del tornillo 300-800 rpm Mayor velocidad = mayor cizallamiento PA6 reforzado con GF: >500 rpm
Energía específica (SME) 0.2-0.4 kWh/kg La entrada de energía gobierna la dispersión Por debajo de 0.15kWh/kg: 30% de pérdida de eficiencia
Zonas de temperatura Multizona ±1°C Previene la degradación térmica Fósforo rojo: <160°C

III. Diseño avanzado de tornillos para retardantes de llama

  • Optimización del bloque de amasado:

    • Escalonado a 30°: Mezcla suave (para APP intumescente)

    • Ángulo recto de 90°: Rotura de alta cizallamiento (para aglomerados de nano-Mg(OH)₂)

  • Elementos inversos:
    Crea zonas de sellado de fusión para extender el tiempo de residencia para sistemas rellenos (por ejemplo, 70% ATH)

IV. Innovaciones de vanguardia

  1. Dispersión asistida por ultrasonidos(KraussMaffei):
    Ultrasonido de 40 kHz en la zona del cilindro 7 reduce el tamaño de partícula del nano-retardante (por ejemplo, MOFs) por debajo de 100 nm

  2. Configuración de tornillo impulsada por IA(Siemens PAAT):
    Genera automáticamente perfiles de tornillo basados en el tipo de retardante (halógeno/fósforo/inorgánico), cambio un 90% más rápido

Datos de la industria: Las extrusoras de doble tornillo optimizadas permiten:

  • 15% menos carga de retardante (en UL94 V-0)

  • 50% menor densidad de humo (ASTM E662)

  • La pérdida de propiedades mecánicas mejoró del 30% a <8%