डाई एक्सट्रूज़न - पॉलिमर एक्सट्रूज़न प्रक्रिया

एक बार जब पॉलिमर को पिघलाया जाता है, मिश्रित किया जाता है और एक्सट्रूडर में दबाव डाला जाता है, तो इसे अंतिम उत्पाद में लगातार बनाने (ठंडा और जमने के बाद) के लिए एक्सट्रूज़न डाई के माध्यम से पंप किया जाता है।सबसे आम डाई प्रकार फ्लैट, कुंडलाकार और प्रोल हैं।एक्सट्रूज़न द्वारा बनाए गए उत्पादों में पाइप, ट्यूबिंग, तार की कोटिंग, प्लास्टिक की बोतलें, प्लास्टिक फिल्म और शीट, प्लास्टिक बैग, कागज और पन्नी के लिए कोटिंग, Ž ब्रेस, Ž लैमेंट्स, यार्न, टेप और प्रोफाइल की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है।

डाई के माध्यम से पॉलिमर एक्सट्रूज़न में धातुओं के गर्म एक्सट्रूज़न के साथ कुछ समानताएं होती हैं। हालांकि, इसमें महत्वपूर्ण अंतर भी हैं।मेटल एक्सट्रूज़न में सामग्री को एक रैम द्वारा आगे बढ़ाया जाता है, जबकि पॉलिमर एक्सट्रूज़न में सामग्री को लगातार घूमने वाले स्क्रू द्वारा आपूर्ति की जाती है।गर्म धातु एक्सट्रूज़न में तापमान मैग्नीशियम के लिए 340°C से स्टील के लिए 1325°C तक होता है, और संबंधित दबाव 35 से 700 MPa से अधिक होता है।1 5 पॉलिमर एक्सट्रूज़न में तापमान शायद ही कभी 350°C से अधिक होता है, और दबाव आमतौर पर नहीं होता है स्क्रू टिप पर 50 एमपीए से बहुत ऊपर जाएं।कुछ उच्च शक्ति वाले उत्पादों के उत्पादन के लिए पॉलिमर का ठोस चरण एक्सट्रूज़न विकसित किया गया है। कम तापमान पर, आकार देने वाले डाई के माध्यम से सामग्री को मजबूर करने से प्राप्त आणविक अभिविन्यास एक्सट्रूडेट में रहता है।ठोस अवस्था पॉलिमर एक्सट्रूज़न में धातुओं के ठंडे एक्सट्रूज़न में कुछ समानताएँ होती हैं।

पॉलीथीन से पतली प्लास्टिक फिल्म के उत्पादन के लिए ब्लो फिल्म एक्सट्रूज़न सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। पिघले हुए पॉलिमर को एक पतली दीवार वाली ट्यूब बनाने के लिए एक कुंडलाकार डाई (सामान्य रूप से सर्पिल मंडल निर्माण) के माध्यम से बाहर निकाला जाता है जो एक साथ अक्षीय रूप से खींचा जाता है और रेडियल रूप से विस्तारित होता है।ज्यादातर मामलों में उड़ा हुआ फिल्म बुलबुला लंबवत ऊपर की ओर बनता है।अधिकतम बुलबुला व्यास आमतौर पर डाई व्यास से 1.2 - 4 गुना बड़ा होता है।गर्म पिघल को बाहरी वायु छल्लों से और कभी-कभी आंतरिक वायु वितरकों से भी उच्च गति वाली वायु की कुंडलाकार धाराओं द्वारा ठंडा किया जाता है।ठोस फिल्म एक फ्रेम से होकर गुजरती है जो बुलबुले के शीर्ष को पिन करती है और रोलर्स द्वारा ऊपर ले ली जाती है।खाद्य पैकेजिंग में उपयोग के लिए, इस प्रक्रिया द्वारा 3 - 8 परतों (कभी-कभी 11 तक) वाली सह-एक्सट्रूडेड फिल्में भी बनाई जाती हैं।

कास्ट फिल्म और शीट एक्सट्रूज़न में एक विस्तृत उद्घाटन (10 मीटर तक) के साथ डाई के माध्यम से एक पॉलिमर को ठंडे स्टील रोलर या रोलर्स पर बाहर निकालना शामिल है जो पिघली हुई सामग्री को बुझाता और ठोस बनाता है।फिल्म को आम तौर पर 0.25 मिमी से पतले उत्पाद के रूप में परिभाषित किया जाता है, जबकि शीट इससे अधिक मोटी होती है। कास्ट फिल्म प्रक्रिया का उपयोग पतली फिल्म की बहुत सख्त सहनशीलता या कम चिपचिपाहट वाले रेजिन के लिए किया जाता है।अधिकांश फ्लैट डाई टी स्लॉट या कोटहैंगर डिज़ाइन के होते हैं, जिनमें बहने वाले पॉलिमर को डाई की चौड़ाई में फैलाने के लिए कई गुना होता है, जिसके बाद वांछित प्रवाह वितरण और दबाव ड्रॉप बनाने के लिए संकीर्ण और खुले स्लिट्स को बारी-बारी से डाउनस्ट्रीम किया जाता है।आज निर्मित अधिकांश कास्ट फिल्म लाइनें सह-एक्सट्रूज़न लाइनें हैं, जो मल्टीमैनिफोल्ड डाई या फीडब्लॉक की सहायता से सिंगल मैनिफोल्ड डाई के माध्यम से सात एक्सट्रूडर से परतों को उत्पाद में जोड़ती हैं।

फिल्म एक्सट्रूज़न में, डाई लिप्स पर कतरनी दरें आमतौर पर ~103 एस21 होती हैं।जब दीवार कतरनी तनाव एक निश्चित मूल्य से अधिक हो जाता है (आमतौर पर शोध पत्रों में 0.14 एमपीए, एडिटिव्स की मदद से उद्योग में अधिक), एक्सट्रूडेट सतह शार्कस्किन पिघल फ्रैक्चर घटना के कारण अपनी चमक खो देती है। शार्कस्किन को लकीरों के अनुक्रम के रूप में वर्णित किया जा सकता है प्रवाह की दिशा के लंबवत्, नग्न आंखों से दृश्यमान।

पाइप और ट्यूबिंग एक्सट्रूज़न में एननुलरडी के माध्यम से पिघले हुए पॉलिमर को पंप करना शामिल होता है, जिसके बाद बाहर निकाला गया उत्पाद, खींचे जाने पर, एक वैक्यूम साइजर से गुजरता है जहां यह अपने अंतिम आयाम को प्राप्त करता है।इसके बाद स्प्रे या विसर्जन द्वारा ठंडा किया जाता है और निश्चित लंबाई तक काटा जाता है।इस प्रक्रिया द्वारा 2 मीटर या उससे अधिक व्यास तक के पाइप बनाए जाते हैं, और 10 मिमी से लेकर 1 मिमी से कम व्यास वाले ट्यूब बनाए जाते हैं।कुंडलाकार डाई सामान्यतः मकड़ी या सर्पिल मेन्ड्रेल डिज़ाइन की होती हैं।

तार और केबल कोटिंग प्रक्रियाओं में, अलग-अलग तारों या तार असेंबलियों को क्रॉसहेड डाई के माध्यम से एक्सट्रूडर अक्ष के समकोण पर बहुत तेज गति से खींचा जाता है।उच्च दबाव एक्सट्रूज़न में, पॉलिमर पिघला हुआ डाई निकास से पहले तार या केबल से मिलता है, उदाहरण के लिए व्यक्तिगत तारों का इन्सुलेशन।कम दबाव वाले एक्सट्रूज़न में, डाई बाहर निकलने के बाद पिघला हुआ केबल से मिलता है, उदाहरण के लिए इंसुलेटेड केबल की असेंबलियों की जैकेटिंग।इस प्रक्रिया में अक्सर बहुत अधिक कतरनी दर (106 एस2 1 तक) का सामना करना पड़ता है और कम चिपचिपाहट वाले रेजिन का उपयोग किया जाता है।

प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न एक विनिर्माण प्रक्रिया है जिसका उपयोग निरंतर क्रॉस-सेक्शन के उत्पादों के लिए किया जाता है।ये साधारण आकृतियों से लेकर कई कक्षों और उंगलियों के साथ बहुत जटिल प्रोफाइल तक हो सकते हैं।उदाहरणों में पिक्चर फ्रेम मोल्डिंग से लेकर ऑटोमोटिव ट्रिम तक, टेबलटॉप के लिए एजिंग से लेकर विंडो लाइनियल तक शामिल हैं।निकाली गई सामग्रियों को (मोटे तौर पर) कठोर या स्थिर करने योग्य के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।विशिष्ट प्रोल एक्सट्रूज़न लाइन में एक एक्सट्रूडर होता है जो प्रोल डाई के माध्यम से एक पॉलिमर को पंप करता है, इसके बाद एक साइजिंग टैंक या कैलिब्रेटर, अतिरिक्त कूलिंग ट्रफ, एक पुलर और एक कटऑफ डिवाइस होता है।प्रोफाइल डाई के डिजाइन के लिए काफी अनुभव और धैर्य की आवश्यकता होती है। प्रोफाइल एक्सट्रूज़न में आउटपुट सीमाएं या तो शार्कस्किन (उच्च चिपचिपापन पॉलिमर से उत्पादित पतले उत्पादों के लिए) या मोटी दीवार वाले उत्पादों को ठंडा करने की क्षमता के कारण सामने आती हैं।पॉलिमर पाइप और प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न बार जैसी वस्तुओं के निरंतर खोखले आकार के उत्पादन के लिए धातुओं के गर्म एक्सट्रूज़न के समान है।हालाँकि, धातुओं के लिए इन प्रक्रियाओं का गणितीय मॉडलिंग मुख्य रूप से लोचदार-प्लास्टिक प्रवाह परिकल्पना पर आधारित है।

पिघली हुई कताई में, पिघला हुआ बहुलक एक स्पिनरनेट (1000 तक) में कई केशिकाओं से होकर गुजरता है।पॉलिमर को सटीक पैमाइश के लिए एक गियर पंप द्वारा दबाव में वितरित किया जाता है, एक Ž लीटर से गुजरने के बाद जो एक्सट्रूडर का अनुसरण करता है।केशिकाओं से बाहर निकलने पर, Ž विलाप वांछित व्यास में क्षीण हो जाते हैं। बहुत पतले Žफाइबर के उत्पादन के लिए, पिघलने वाली उड़ाने की प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है।इस प्रक्रिया में Ž ब्रेस एक उच्च वेग वायु जेट द्वारा लगाए गए ड्रैग बल द्वारा क्षीण हो जाते हैं।