Elastomery termoplastyczne (TPE/TPR) są szeroko stosowane w częściach samochodowych, urządzeniach medycznych i elektronice użytkowej ze względu na połączenie gumowej elastyczności i plastycznej przetworzalności. Jednak TPE jest bardzo wrażliwy na naprężenia ścinające. Podczas przetwarzania w dwuślimakowej wytłaczarce, nadmierne ścinanie może prowadzić do zerwania łańcuchów polimerowych, spadku lepkości stopu i odchyleń twardości. Kluczem do rozwiązania tego problemu jest konfiguracja ślimaka "o niskim ścinaniu i wysokiej dystrybucji", która maksymalizuje zachowanie oryginalnych właściwości mechanicznych materiału.
W mieszaniu TPE/TPR nadmierne ścinanie powoduje kilka negatywnych skutków:
Degradacja właściwości fizycznych: Zlokalizowane "gorące punkty" spowodowane intensywnym ścinaniem wywołują degradację termiczną, prowadząc do zmniejszenia wytrzymałości na rozciąganie i zwiększenia odkształcenia trwałego pod wpływem ściskania.
Wady powierzchniowe: Nadmiernie sproszkowane wypełniacze lub zdegradowane polimery mogą tworzyć żele na powierzchni granulatu lub powodować "lepkie" odczucie w produkcie końcowym.
Niespójność twardości: Niekontrolowane ciepło ścinania zakłóca mikrostrukturę fazową żywic bazowych, takich jak SEBS/SBS, prowadząc do wahań twardości między partiami.
Aby uzyskać jednolite mieszanie przy jednoczesnej ochronie łańcuchów molekularnych, konfiguracja ślimaka i cylindra powinna być zgodna z następującymi standardami:
Funkcja: Zastosowanie elementów o dużym skoku w strefach topienia i transportu obniża stopień wypełnienia ślimaka, zmniejszając tym samym średnią szybkość ścinania materiału.
Parametr techniczny: Zaleca się skok o 1,5 do 2 razy większy od średnicy ślimaka, co zapewnia łagodniejsze przesuwanie materiału.
Porady dotyczące wyboru: Zmniejszyć użycie bloków mieszających neutralnych pod kątem 90 stopni. Zamiast tego używać wąskich bloków mieszających z 30-stopniowym lub 45-stopniowym kątem przesunięcia do przodu.
Elementy specjalistyczne: Włączyć elementy mieszające ślimakowe (SME) lub elementy mieszające turbinowe (TME). Te komponenty wielokrotnie dzielą i ponownie łączą stop bez generowania intensywnego ciepła tarcia. (Odnośnik: Porównanie efektywności mieszania dystrybucyjnego - Ref: #QC-2024-EXP-08)
Wsparcie parametrów: Jednostronny luz między ślimakiem a cylindrem wytłaczarki powinien być utrzymywany na poziomie 0,05 mm - 0,10 mm.
Logika: Nieco szerszy luz w porównaniu do sztywnych tworzyw sztucznych zapewnia szerszą ścieżkę przepływu dla elastomeru, zapobiegając ekstremalnym siłom ścinającym w ultracienkich przestrzeniach.
Polerowanie lustrzane: Chropowatość powierzchni ślimaka powinna osiągnąć Ra < 0,4 um. Doskonała gładkość zmniejsza opór tarcia między materiałem a metalową powierzchnią, dodatkowo obniżając samoistnie generowane ciepło.
Odporność na zużycie: Chociaż TPE nie jest materiałem silnie ściernym, utrzymanie precyzyjnych luzów wymaga twardości cylindra na poziomie 58-64 HRC.
W wytłaczaniu TPE/TPR agresywne przetwarzanie jest często nieproduktywne. Wybierając elementy o dużym skoku, optymalizując kombinacje mieszania dystrybucyjnego i zapewniając stabilność temperatury w granicach +/- 1°C, producenci mogą doskonale zachować elastyczną strukturę materiału. Dla zakładów dążących do uzyskania najwyższej jakości odczuć dotykowych i spójności, precyzyjne części o niskim ścinaniu, kompatybilne ze standardami Coperion lub Leistritz, są niezbędne do osiągnięcia przewagi technicznej.
