ડાઇ એક્સટ્રુઝન - પોલિમર એક્સટ્રુઝન પ્રક્રિયા

એકવાર એક્સ્ટ્રુડરમાં પોલિમર ઓગાળવામાં આવે, મિશ્ર કરવામાં આવે અને દબાણ કરવામાં આવે, પછી તેને અંતિમ ઉત્પાદનમાં સતત રચના (ઠંડક અને મજબૂતીકરણ પછી) માટે એક્સ્ટ્રુઝન ડાઇ દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે.સૌથી સામાન્ય ડાઇ પ્રકારો સપાટ, વલયાકાર અને પ્રોઝિલ છે.એક્સટ્રુઝન દ્વારા બનાવવામાં આવતી પ્રોડક્ટ્સમાં પાઇપ, ટ્યુબિંગ, વાયર ઓફ કોટિંગ, પ્લાસ્ટિક બોટલ, પ્લાસ્ટિક ફિલ્મો અને શીટ્સ, પ્લાસ્ટિકની થેલીઓ, કાગળ અને ફોઇલ માટે કોટિંગ, Ž બ્રેસ, Ž લેમેન્ટ્સ, યાર્ન, ટેપ અને પ્રોઝેફાઇલ્સની વિશાળ શ્રેણીનો સમાવેશ થાય છે.

ડાઈ દ્વારા પોલિમર એક્સટ્રુઝન ધાતુઓના ગરમ એક્સટ્રુઝન સાથે ચોક્કસ સામ્યતા ધરાવે છે. જો કે, નોંધપાત્ર તફાવતો પણ છે.મેટલ એક્સટ્રુઝનમાં સામગ્રીને રેમ દ્વારા આગળ ધકેલવામાં આવે છે, જ્યારે પોલિમર એક્સટ્રુઝનમાં સામગ્રીને સતત ફરતા સ્ક્રૂ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે.હોટ મેટલ એક્સટ્રુઝનમાં તાપમાન મેગ્નેશિયમ માટે 340°C થી સ્ટીલ માટે 1325°C સુધીની હોય છે, અને અનુરૂપ દબાણ 35 થી 700 MPa સુધીની રેન્જમાં હોય છે. સ્ક્રુ ટીપ પર 50 MPa થી વધુ જાઓ.ચોક્કસ ઉચ્ચ તાકાત ઉત્પાદનોના ઉત્પાદન માટે પોલિમરનું સોલિડ ફેઝ એક્સટ્રુઝન વિકસાવવામાં આવ્યું છે. નીચા તાપમાને, શેપિંગ ડાઇ દ્વારા સામગ્રીના દબાણ દ્વારા આપવામાં આવતી મોલેક્યુલર ઓરિએન્ટેશન એક્સ્ટ્રુડેટમાં રહે છે.સોલિડ સ્ટેટ પોલિમર એક્સટ્રુઝન ધાતુઓના કોલ્ડ એક્સટ્રુઝન સાથે ચોક્કસ સમાનતા ધરાવે છે.

પોલિઇથિલિનમાંથી પાતળી પ્લાસ્ટિક ઝિફિલ્મના ઉત્પાદન માટે બ્લોન ફિલ્મ એક્સટ્રુઝન એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા છે. પીગળેલા પોલિમરને પાતળી દિવાલવાળી ટ્યુબ બનાવવા માટે વલયાકાર ડાઇ (સામાન્ય રીતે સર્પાકાર મેન્ડ્રેલ બાંધકામ) દ્વારા બહાર કાઢવામાં આવે છે જે એકસાથે અક્ષીય રીતે દોરવામાં આવે છે અને રેડિયલી વિસ્તૃત થાય છે.મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં ફૂંકાયેલો ફિલ્મી બબલ ઊભી રીતે ઉપરની તરફ રચાય છે.મહત્તમ બબલ વ્યાસ સામાન્ય રીતે ડાઇ વ્યાસ કરતા 1.2 - 4 ગણો મોટો હોય છે.ગરમ મેલ્ટને બાહ્ય હવાના રિંગ્સમાંથી અને ક્યારેક ક્યારેક આંતરિક હવાના વિતરકોમાંથી પણ હાઇ સ્પીડ હવાના વલયાકાર પ્રવાહો દ્વારા ઠંડુ કરવામાં આવે છે.સોલિડિઝ એડ ઝિફિલ્મ એક ફ્રેમમાંથી પસાર થાય છે જે બબલની ટોચને ચપટી કરે છે અને રોલરો દ્વારા લેવામાં આવે છે.3 - 8 સ્તરો (ક્યારેક 11 સુધી) સાથે કોએક્સ્ટ્રુડેડ Žફિલ્મ્સ પણ આ પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, ખોરાકના પેકેજીંગમાં ઉપયોગ માટે.

કાસ્ટ ઝિફિલ્મ અને શીટ એક્સટ્રુઝનમાં પોલિમરને એટ ડાઇ દ્વારા વિશાળ ઓપનિંગ (10 મીટર સુધી) સાથે ઠંડા સ્ટીલના રોલર અથવા રોલર્સ પર બહાર કાઢવાનો સમાવેશ થાય છે જે પીગળેલી સામગ્રીને શાંત કરે છે અને મજબૂત બનાવે છે.ફિલ્મને સામાન્ય રીતે 0.25 મીમી કરતા પાતળા ઉત્પાદન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જ્યારે શીટ આના કરતા વધુ જાડી હોય છે. કાસ્ટ Žફિલ્મ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ પાતળી ફિલ્મની ખૂબ જ ચુસ્ત સહનશીલતા માટે અથવા ઓછી સ્નિગ્ધતાવાળા રેઝિન માટે થાય છે.મોટા ભાગના ફ્લેટ ડાઈઝ ટી સ્લોટ અથવા કોથેન્જર ડિઝાઈનના હોય છે, જેમાં ડાઈની પહોળાઈમાં વહેતા પોલિમરને ફેલાવવા માટે મેનીફોલ્ડ હોય છે, ત્યારબાદ ઇચ્છિત પ્રવાહ વિતરણ અને દબાણ ઘટાડાને બનાવવા માટે સાંકડા અને ખુલ્લા સ્લિટ્સને વૈકલ્પિક કરીને ડાઉનસ્ટ્રીમમાં અનુસરવામાં આવે છે.આજે ઉત્પાદિત મોટાભાગની કાસ્ટ ફિલ્મ લાઈનો કોએક્સ્ટ્રુઝન લાઈનો છે, જે સાત જેટલા એક્સ્ટ્રુડરના સ્તરોને મલ્ટિમેનફોલ્ડ ડાઈઝ દ્વારા ઉત્પાદનમાં જોડે છે અથવા ફીડબ્લોક્સની મદદથી સિંગલ મેનીફોલ્ડ ડાઈ જાય છે.

ઝિફિલ્મ એક્સટ્રુઝનમાં, ડાઇ લિપ્સ પર શીયર રેટ સામાન્ય રીતે ~103 s21 હોય છે.જ્યારે વોલ શીયર સ્ટ્રેસ ચોક્કસ મૂલ્ય કરતાં વધી જાય છે (સામાન્ય રીતે સંશોધન પેપરમાં 0.14 MPa, ઉમેરણોની મદદથી ઉદ્યોગમાં વધુ), શાર્કસ્કીન મેલ્ટ ફ્રેક્ચરની ઘટનાને કારણે એક્સટ્રુડેટ સપાટી તેની ચમક ગુમાવે છે. શાર્કસ્કીનને પટ્ટાઓના ક્રમ તરીકે વર્ણવી શકાય છે. નરી આંખે દૃશ્યમાન, પ્રવાહની દિશામાં લંબરૂપ.

પાઈપ અને ટ્યુબિંગ એક્સટ્રુઝનમાં એનન્યુલાર્ડી દ્વારા પીગળેલા પોલિમરને પમ્પ કરવામાં આવે છે, જેને અનુસરીને એક્સટ્રુડ પ્રોડક્ટ, જ્યારે ખેંચવામાં આવે છે, ત્યારે વેક્યૂમ સાઈઝરમાંથી પસાર થાય છે જ્યાં તે તેના અંતિમ પરિમાણોને પ્રાપ્ત કરે છે.આ પછી સ્પ્રે અથવા નિમજ્જન ઠંડક અને નિશ્ચિત લંબાઈ સુધી કાપવામાં આવે છે.આ પ્રક્રિયા દ્વારા 2 મીટર કે તેથી વધુ વ્યાસની પાઈપ બનાવવામાં આવે છે અને 10 મીમીથી નીચે 1 મીમી સુધીના વ્યાસ સાથેની નળીઓ બનાવવામાં આવે છે.વલયાકાર ડાઈઝ સામાન્ય રીતે સ્પાઈડર અથવા સર્પાકાર મેન્ડ્રેલ ડિઝાઈનના હોય છે.

વાયર અને કેબલ કોટિંગ પ્રક્રિયાઓમાં, વ્યક્તિગત વાયર અથવા વાયર એસેમ્બલીઓને ક્રોસહેડ ડાઇ દ્વારા, એક્સ્ટ્રુડર અક્ષના જમણા ખૂણા પર ખૂબ જ ઊંચી ઝડપે ખેંચવામાં આવે છે.ઉચ્ચ દબાણના એક્સટ્રુઝનમાં, પોલિમર મેલ્ટ ડાઇ એક્ઝિટ પહેલાં વાયર અથવા કેબલને મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે વ્યક્તિગત વાયરનું ઇન્સ્યુલેટીંગ.લો પ્રેશર એક્સટ્રુઝનમાં, મેલ્ટ ડાઇ એક્ઝિટ પછી કેબલને મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલની એસેમ્બલીનું જેકેટિંગ.આ પ્રક્રિયામાં અવારનવાર ખૂબ ઊંચા શીયર રેટનો સામનો કરવો પડે છે (106 s2 1 સુધી) અને ઓછી સ્નિગ્ધતાવાળા રેઝિનનો ઉપયોગ થાય છે.

પ્રોફાઈલ એક્સટ્રુઝન એ એક ઉત્પાદન પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ સતત ક્રોસ-સેક્શનના ઉત્પાદનો માટે થાય છે.આ બહુવિધ ચેમ્બર અને Žફિંગર્સ સાથે સરળ આકારોથી લઈને ખૂબ જ જટિલ પ્રોફાઇલ્સ સુધીની હોઈ શકે છે.ઉદાહરણ પિક્ચર ફ્રેમ મોલ્ડિંગ્સથી લઈને ઓટોમોટિવ ટ્રીમ સુધી, ટેબલટોપ્સ માટે કિનારી સુધી, વિન્ડો લાઇનલ્સ સુધી.બહાર કાઢવામાં આવેલી સામગ્રીને સખત અથવા સ્થિર તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે (આશરે)લાક્ષણિક પ્રોઝલ એક્સટ્રુઝન લાઇનમાં એક્સ્ટ્રુડરનો સમાવેશ થાય છે જે પ્રોઝલ ડાઇ દ્વારા પોલિમરને પમ્પ કરે છે, ત્યારબાદ સાઇઝિંગ ટાંકી અથવા કેલિબ્રેટર, વધારાના કૂલિંગ ટ્રફ્સ, ખેંચનાર અને કટઓફ ઉપકરણનો સમાવેશ થાય છે.પ્રોફાઈલ ડાઈઝની ડિઝાઈનમાં નોંધપાત્ર અનુભવ અને ધીરજની જરૂર પડે છે. પ્રોફાઈલ એક્સટ્રુઝનમાં આઉટપુટ મર્યાદાઓ ક્યાં તો શાર્કસ્કીન (ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાવાળા પોલિમરમાંથી ઉત્પાદિત પાતળા ઉત્પાદનો માટે) અથવા જાડી દિવાલવાળા ઉત્પાદનોને ઠંડુ કરવાની ક્ષમતાને કારણે આવે છે.પોલીમર પાઈપ અને પ્રોફાઈલ એક્સટ્રુઝન એ ધાતુના હોટ એક્સટ્રુઝન જેવું જ છે જે બાર જેવા પદાર્થોના સતત હોલો આકારના ઉત્પાદન માટે છે.જો કે, ધાતુઓ માટેની આ પ્રક્રિયાઓનું ગાણિતિક મોડલિંગ મુખ્યત્વે સ્થિતિસ્થાપક - પ્લાસ્ટિક પ્રવાહની પૂર્વધારણાઓ પર આધારિત છે.

મેલ્ટ સ્પિનિંગમાં, પીગળેલું પોલિમર સ્પિનરેટ (1000 સુધી) માં અસંખ્ય રુધિરકેશિકાઓ દ્વારા ઓવસ કરે છે.એક્સ્ટ્રુડરને અનુસરતા Žlterમાંથી પસાર થયા પછી, ચોક્કસ મીટરિંગ માટે ગિયર પંપ દ્વારા દબાણ હેઠળ પોલિમર પહોંચાડવામાં આવે છે.રુધિરકેશિકાઓમાંથી બહાર નીકળવા પર, Ž વિલાપ ઇચ્છિત વ્યાસ સુધી ક્ષીણ થાય છે. ખૂબ જ પાતળા Žfibres ના ઉત્પાદન માટે, પીગળવાની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે.આ પ્રક્રિયામાં ઉચ્ચ વેગવાળા હવાના જેટ દ્વારા લગાવવામાં આવતા ખેંચ બળ દ્વારા Ž બ્રેસને ક્ષીણ કરવામાં આવે છે.