Изменения структуры по длине экструдера

Изменения в структуре по длине экструдера можно проиллюстрировать, исследуя материал, занимающий спиральный канал, в зависимости от положения в экструдере. Экспериментально процесс экструзии можно остановить и содержимое экструдера охладить, а затем развернуть, чтобы продемонстрировать переход от пористого, упакованного твердого вещества, состоящего из полимерных гранул, к расплаву, который после охлаждения будет плотным полимером. Обратите внимание, что существует три основные морфологии: твердые полимеры в секции подачи, смесь твердых веществ и расплава в секции сжатия и расплав в секции дозирования. Изменения в структуре и потоке в каждой из этих секций экструдера рассматриваются ниже.

Поток в первой секции экструдера, зоне подачи, включает в себя полимерные гранулы или гранулы, заполняющие шнековый канал и движущиеся вперед под действием толкающего действия шнековых лопастей. Исходный материал в виде частиц полимера должен свободно поступать в зону подачи из бункера. Чтобы предотвратить прилипание, бункер охлаждается. Попадающие в канал полимерные гранулы плохо упаковываются и занимают лишь около 30–40% доступного пространства в шнековом канале. Пули достаточно велики, поэтому они занимают только канал и не могут попасть в узкий зазор между каналом и стволом. Чтобы двигаться вперед, пули должны прилипать к стволу и скользить по шнеку. Если это условие выполнено, то движущиеся лопасти шнека встречают застрявшие на стволе пули и выталкивают их вперед. Если гранулы застревают на шнеке, то они вращаются вместе с шнеком, а не двигаются вперед. Для усиления контраста трения между шнеком и стволом поверхность шнека имеет тщательно отполированную поверхность, а ствол в секции подачи может быть охлаждаемым или иметь бороздки. Полимерные гранулы, продвигаясь вниз по секции подачи, начинают уплотняться; воздух из пространств между ними выбрасывается в бункер, и давление в этом участке начинает увеличиваться. Объемный расход в этой секции увеличивается с увеличением скорости вращения шнека и доступного пространства в канале шнека. Основным принципом является сопротивление потоку, описанное позже для зоны измерения, но детали немного другие.