પોલિમર સિંગલ-સ્ક્રુ એક્સ્ટ્રુડરના એકંદર કાર્યો

એકલા આ પ્રકરણમાં પ્રસ્તુત ભૌતિક વર્ણનોની સમજ ઘણા વાચકો માટે પૂરતા પ્રમાણમાં ફાયદાકારક સાબિત થઈ શકે છે, અને તેમની પ્રક્રિયાઓ અને ઉત્પાદનોને સુધારવામાં મદદ કરે છે.પોલિમર એક્સ્ટ્રુડરનો ઉપયોગ ઘન પોલિમરને ઓગળવા અને વિવિધ રચના અથવા આકાર આપવાની પ્રક્રિયાઓ માટે પીગળેલા પોલિમરને પહોંચાડવા માટે થાય છે.સ્ક્રુ એ એક્સ્ટ્રુડરનું એકમાત્ર કાર્યકારી ઘટક છે.અન્ય તમામ ઘટકો (મોટર, ગિયર-બોક્સ, હોપર, બેરલ અને ડાઇ, વગેરે) માત્ર સ્ક્રુને યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે જરૂરી આધાર પૂરો પાડે છે.એક્સ્ટ્રુડરના એકંદર કાર્યો નીચે દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

ફીડ પોલિમરને હોપરમાંથી સ્ક્રુ ચેનલમાં સ્થાનાંતરિત કરવાનું ફીડિંગ કાર્ય સ્ક્રૂની બહાર થાય છે, અને તે અનિવાર્યપણે સ્ક્રુ ડિઝાઇન પર આધારિત નથી.સ્ક્રુ ત્રણ મૂળભૂત કાર્યો કરે છે: (1) નક્કર સંદેશાવ્યવહાર કાર્ય, (2) ગલન કાર્ય અને (3) મીટરિંગ કાર્ય અથવા પમ્પિંગ કાર્ય.ત્રણ સ્ક્રુ ફંક્શન મોટાભાગની સ્ક્રુ લંબાઈ પર એકસાથે થાય છે અને તે મજબૂત રીતે પરસ્પર નિર્ભર છે.સ્ક્રુ વિભાગનું ભૌમિતિક નામ જેમ કે ફીડિંગ વિભાગ, પ્રકરણ 1 માં બતાવેલ છે;ફિગ. 1.3, આવશ્યકપણે સ્ક્રુ વિભાગના એકમાત્ર કાર્યને સૂચવતું નથી.ઉદાહરણ તરીકે, ફીડિંગ વિભાગ માત્ર નક્કર સંદેશાવ્યવહાર કાર્ય કરે છે, પરંતુ ગલન અને મીટરિંગ કાર્યો પણ કરે છે.સ્ક્રુ અન્ય ગૌણ કાર્યો પણ કરે છે જેમ કે ડિસ્ટ્રિબ્યુટિવ મિક્સિંગ, ડિસ્પર્સિવ મિક્સિંગ અને શીયર રિફાઈનિંગ અથવા એકરૂપીકરણ.ડિસ્ટ્રિબ્યુટિવ મિક્સિંગ એ વિવિધ ઘટકોના અવકાશી પુન: ગોઠવણનો સંદર્ભ આપે છે, અને વિખેરાઈ મિશ્રણનો સંદર્ભ પ્રકરણ 2 માં વર્ણવ્યા મુજબ ઘટક કદમાં ઘટાડો થાય છે;વિભાગ 2.6.4.શીયર રિફાઇનિંગ એ શીયરિંગ દ્વારા પોલિમર પરમાણુઓના એકરૂપીકરણનો સંદર્ભ આપે છે.સિંગલ-સ્ક્રુ એક્સ્ટ્રુડર એ બેક-મિક્સિંગ ક્ષમતા વિના અને સકારાત્મક સંદેશાવ્યવહાર ક્ષમતા વિના સતત વોલ્યુમેટ્રિક પંપ છે.જે પહેલા સ્ક્રૂમાં જાય છે તે પહેલા સ્ક્રૂમાંથી બહાર આવે છે.પોલિમર, ઘન અથવા ઓગળવા તરીકે, ફરતા સ્ક્રૂ અને સ્થિર બેરલ દ્વારા પોલિમર પર લગાવવામાં આવેલા દળો દ્વારા સ્ક્રુ ચેનલની નીચે ખસે છે.ડાઇ તરફ સ્ક્રુ ચેનલ સાથે પોલિમરને હકારાત્મક રીતે પહોંચાડવા માટે કોઈ પદ્ધતિ નથી.ફરતો સ્ક્રૂ પોલિમરને પકડે છે અને તેની સાથે પોલિમરને ફેરવવાનો પ્રયાસ કરે છે.ધારો કે બેરલને એક્સ્ટ્રુડરમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, અથવા સંપૂર્ણ રીતે લ્યુબ્રિકેટ કરવામાં આવે છે, જેમ કે તે પોલિમર ચળવળને કોઈ પ્રતિકાર આપતું નથી.પછી પોલિમર ફક્ત સ્ક્રૂ સાથે સમાન ઝડપે ફરે છે અને સ્ક્રૂમાંથી કંઈ બહાર આવતું નથી.સ્થિર બેરલ ફરતા પોલિમરને બ્રેકિંગ ફોર્સ આપે છે અને પોલિમરને સ્ક્રૂની સપાટી પર સહેજ સરકી જાય છે.પોલિમર હજુ પણ બેરલની સપાટી પર સ્ક્રૂ ઘસવા સાથે ફરે છે, પરંતુ સ્લિપેજને કારણે સ્ક્રૂ કરતાં થોડી ઓછી ઝડપે.સ્ક્રુ ચેનલ સાથે સ્ક્રુ સપાટી પર પોલિમરનું સ્લિપેજ આઉટપુટ દરમાં પરિણમે છે.લ્યુબ્રિકેટેડ સ્ક્રુ સપાટી આઉટપુટ રેટમાં વધારો કરે છે, પરંતુ લ્યુબ્રિકેટેડ બેરલ સપાટી હાનિકારક રીતે આઉટપુટ દર ઘટાડે છે.તે સ્પષ્ટપણે સમજી શકાય છે કે શા માટે વ્યવસાયિક સ્ક્રૂ ખૂબ પોલિશ્ડ છે અને શા માટે ફીડિંગ વિભાગમાં ગ્રુવ્ડ બેરલ પસંદ કરવામાં આવે છે.જો કે ઘણી વ્યાપારી પ્રથાઓ સૈદ્ધાંતિક પૃથ્થકરણો પર આધારિત હોવાને બદલે પ્રયોગમૂલક રીતે વિકસાવવામાં આવી હતી, તેઓ ચોક્કસપણે અંતર્ગત સૈદ્ધાંતિક ખ્યાલો સાથે સંમત છે.સિંગલ-સ્ક્રુ એક્સ્ટ્રુડરની અંદરની મિકેનિઝમ્સનો અભ્યાસ "સ્ક્રુ-ફ્રીઝિંગ પ્રયોગો"માંથી લેવામાં આવેલ સ્ક્રુ ચેનલ સાથેના પોલિમર ક્રોસ-સેક્શનની તપાસ કરીને કરવામાં આવે છે.મેડડોક [1] દ્વારા પ્રેરિત સ્ક્રુ-ફ્રીઝિંગ પ્રયોગમાં, સ્થિર-સ્થિતિ કામગીરી પ્રાપ્ત કરવા માટે સ્ક્રુ ચલાવવામાં આવે છે.પછી, સ્ક્રુ બંધ કરવામાં આવે છે અને સ્ક્રુ ચેનલની અંદર પોલિમરને સ્થિર કરવા માટે બેરલ પર (અને જો શક્ય હોય તો સ્ક્રૂ પર પણ) પાણીનું ઠંડક લાગુ કરવામાં આવે છે.પોલિમરને ઓગળવા માટે બેરલને ફરીથી ગરમ કરવામાં આવે છે, અને પોલિમર બેરલની સપાટી પર ઓગળવા લાગે છે ત્યારે સ્ક્રુને બેરલની બહાર ધકેલી દેવામાં આવે છે.પછી, સ્ક્રુ ચેનલમાંથી નક્કર પોલિમર સ્ટ્રીપ દૂર કરવામાં આવે છે અને સ્ક્રુ ચેનલ સાથેના ક્રોસ-સેક્શનની તપાસ કરવા માટે ઘણા સ્થળોએ કાપવામાં આવે છે.ગલન મિકેનિઝમ અને ફ્લો પેટર્નની કલ્પના કરવા માટે ફીડમાં કેટલીક રંગીન ગોળીઓ ભેળવવામાં આવે છે.રંગીન છરાઓ તેમના આકાર જાળવી રાખે છે જો તેઓ સ્ક્રુ બંધ થાય તે પહેલા નક્કર પથારીની અંદર નક્કર રહે, પરંતુ જો સ્ક્રુ બંધ થાય તે પહેલાં તેઓ પીગળી ગયા હોય તો તે ઓગળે છે અને મેલ્ટ પૂલની અંદર છટાઓ બની જાય છે.