為什么壓縮比很重要

多年來，壓縮比已經(jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，基于以前通常有效的方法。但是，為了從螺桿中獲得較佳性能，必須考慮很多變量。

您聽到的術(shù)語之一是螺桿的壓縮比。有些人認(rèn)為壓縮比的設(shè)計(jì)只是為了考慮進(jìn)料。并非如此。必須確定壓縮比，不僅要進(jìn)料足夠的固體聚合物來填充螺桿，還要在螺桿中引入足夠的剪切加熱以完成熔化。選擇合適的壓縮比有很多變量。我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)設(shè)計(jì)并沒有真正考慮其中的許多因素，所以它實(shí)際上只是一個(gè)粗略的估計(jì)。

壓縮比只是 H1 ÷ H2（進(jìn)給深度÷計(jì)量深度）的比值，適用于所有螺桿。

進(jìn)料是首要考慮因素，它是顆粒幾何形狀、顆粒與螺桿/料筒表面（包括進(jìn)料喉）的摩擦力以及顆粒與顆粒之間的摩擦力的平衡。例如，HMWPE通常采用帶槽的桶型材進(jìn)行加工，因?yàn)樗浅；?。加上堆積密度、休止角、顆粒硬度和熔體密度，您就會(huì)開始獲得一些更有影響力的特性。甚至料斗設(shè)計(jì)也會(huì)受到影響，因?yàn)轭w粒流控制著螺桿上的填充壓力。任何“進(jìn)給輔助”裝置（如填鴨機(jī)）都會(huì)改變低散裝密度材料的理想壓縮比。

同樣重要的是，剪切加熱也是壓縮比的函數(shù)，因?yàn)樗鼪Q定了整個(gè)螺桿的剪切速率。進(jìn)料段和螺桿其余部分之間的“壓縮”越大，進(jìn)入聚合物完成熔化所需的每單位輸出的能量就越大。每種聚合物的能量需求都不同，您必須考慮不同剪切速率下的聚合物粘度以及比熱和理想的出口溫度等因素。

如果您不考慮選擇最有效壓縮比的一些最有影響力的變量，螺桿性能通常會(huì)受到影響。

例如，不同的工藝需要不同的熔體溫度，即使使用相同的聚合物也是如此。例如，理想的片材擠出和纖維拉伸熔體溫度可能相差 50°F 或更高。這需要在一定程度上平衡進(jìn)料和熔化要求。換言之，如果不考慮許多其他變量，特定聚合物就沒有理想的壓縮比。假設(shè)一定的進(jìn)料深度為“H”，則 2：1 的壓縮比將向聚合物中施加的能量大約是 4：1 壓縮比的一半。同樣，螺桿必須裝滿才能達(dá)到較佳熔化效果，這會(huì)帶來進(jìn)料變量

技術(shù)的存在使得所有這些屬性都可以被考慮在內(nèi)，但是所有數(shù)據(jù)的收集及其分析是如此復(fù)雜，以至于只能使用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬程序來完成。因此，它根本不會(huì)定期進(jìn)行。多年來，壓縮比已經(jīng)根據(jù)以前通常有效的方法進(jìn)行了幾乎標(biāo)準(zhǔn)化。例如，PE 螺釘通常使用 3：1 的比例作為起點(diǎn)，而尼龍螺釘通常以 4：1 的比例開始。這僅建立了一個(gè)起點(diǎn)并簡化了設(shè)計(jì)工作，但是如果不考慮選擇最有效壓縮比的一些最有影響力的變量，則通常會(huì)影響許多螺桿性能。

回收料的廣泛使用使得這些考慮變得更加重要，因?yàn)榛厥樟系倪M(jìn)料特性可能與熔化要求相沖突。例如，低散裝密度的回收可能需要更多的進(jìn)料深度來填充螺桿;然而，該聚合物的“標(biāo)準(zhǔn)”壓縮比將導(dǎo)致剪切加熱不足。因此，進(jìn)料和熔煉應(yīng)分開確定，摒棄所謂的標(biāo)準(zhǔn)壓縮比。

更復(fù)雜的是混合聚合物，這在一些回收應(yīng)用中很常見。我最近遇到了一種PP/HDPE混合物，它花了一些額外的心思，特別是在熔化計(jì)算上，這完全改變了壓縮比。兩種再生聚合物在固體性能和能量需求方面都不同。