راهنمای حل مشکل تخریب مکانیکی در فرآیند اکستروژن TPE

بازگشت به راهنمای عیب‌یابی و تعمیرات اکسترودر ←

۱. شناسایی مشکل

  • علائم:
    • کاهش وزن مولکولی (Molecular Weight Reduction) در پلیمر به دلیل تنش‌های مکانیکی بالا در اکسترودر.
    • کاهش ویسکوزیته مذاب و فشار دای (Head Pressure) در شرایط عملیاتی ثابت.
    • عدم دستیابی به وزن مولکولی مورد نیاز در محصول نهایی.

۲. روش‌های تشخیص علت مشکل

  • بررسی وزن مولکولی پلیمر:
    • نمونه‌گیری از پلیمر در طول اکسترودر و اندازه‌گیری وزن مولکولی با استفاده از تکنیک‌هایی مانند GPC  (Gel Permeation Chromatography).
    • مقایسه وزن مولکولی پلیمر ورودی و خروجی از اکسترودر.
  • بررسی شرایط عملیاتی:
    • تنش‌های برشی (Shear Stress) و نرخ برش (Shear Rate) در مناطق مختلف اکسترودر را تحلیل کنید.
    • فشار دای و ویسکوزیته مذاب را در شرایط عملیاتی ثابت بررسی کنید.
  • بررسی طراحی ماردون:
    • طراحی ماردون (مانند ماردون سددار) را از نظر ایجاد تنش‌های مکانیکی بالا بررسی کنید.

۳. روش‌های حل مشکل

الف. کاهش تنش‌های مکانیکی در اکسترودر

  • علت احتمالی:
    • تنش‌های برشی بالا در مناطق خاصی از ماردون (مانند شکاف سددار یا شکاف پرواز).
  • راه‌حل:
    • از ماردون با طراحی بهینه‌شده (مانند میکسرهای CRD422) استفاده کنید که تنش‌های برشی را کاهش می‌دهند.
    • شکاف سددار (Barrier Undercut) را بهینه‌سازی کنید تا تنش‌های برشی کاهش یابد.

ب. بهبود طراحی میکسرها

  • علت احتمالی:
    • طراحی نامناسب میکسرها (مانند میکسرهای LeRoy/Maddock) که باعث ایجاد تنش‌های برشی بالا می‌شود.
  • راه‌حل:
    • از میکسرهای چندپروانه‌ای با شکاف‌های مخروطی (مانندCRD422) استفاده کنید که جریان کششی (Elongational Flow) ایجاد می‌کنند.
    • طراحی میکسرها را بهینه‌سازی کنید تا تنش‌های برشی کاهش یابد.

ج. کنترل فشار دای و ویسکوزیته مذاب

  • علت احتمالی:
    • کاهش وزن مولکولی پلیمر که باعث کاهش ویسکوزیته مذاب و فشار دای می‌شود.
  • راه‌حل:
    • فشار دای را به‌طور مستمر کنترل کنید تا تغییرات ویسکوزیته مذاب شناسایی شود.
    • در صورت کاهش فشار دای، وزن مولکولی پلیمر را بررسی کنید.

۴. تست و تأیید نهایی

  • آزمون‌های عملی:
    • تست‌های اکستروژن را با ماردون انجام دهید.
    • وزن مولکولی پلیمر و کیفیت محصول را بررسی کنید.
  • بررسی فشار دای:
    • تغییرات فشار دای را قبل و بعد از اعمال تغییرات مقایسه کنید.

۵. پیاده‌سازی تغییرات

  • نصب ماردون جدید:
    • ماردون با طراحی بهینه‌شده را نصب کنید.
    • اطمینان حاصل کنید که تنش‌های برشی در مناطق حساس کاهش یافته است.
  • تنظیمات عملیاتی:
    • فشار دای و ویسکوزیته مذاب را به‌طور مستمر کنترل کنید.
    • در صورت نیاز، تنظیمات جزئی انجام دهید تا بهترین نتیجه حاصل شود.
  • مانیتورینگ مستمر:
    • عملکرد اکسترودر و کیفیت محصول را تحت نظر بگیرید.
    • در صورت نیاز، تنظیمات جزئی انجام دهید تا بهترین نتیجه حاصل شود.

اهمیت کنترل تنش‌های مکانیکی:

    • کاهش تنش‌های مکانیکی در اکسترودر برای جلوگیری از تخریب پلیمر و حفظ وزن مولکولی ضروری است.
    • استفاده از ماردون و میکسرهای بهینه‌شده می‌تواند به کاهش تخریب مکانیکی کمک کند.