पॉलिमर सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर के समग्र कार्य

अकेले इस अध्याय में प्रस्तुत भौतिक विवरणों की समझ कई पाठकों के लिए पर्याप्त फायदेमंद साबित हो सकती है, और उन्हें अपनी प्रक्रियाओं और उत्पादों को बेहतर बनाने में मदद कर सकती है।एक पॉलिमर एक्सट्रूडर का उपयोग एक ठोस पॉलिमर को पिघलाने और विभिन्न गठन या आकार देने की प्रक्रियाओं के लिए पिघला हुआ पॉलिमर वितरित करने के लिए किया जाता है।स्क्रू एक्सट्रूडर का एकमात्र कार्यशील घटक है।अन्य सभी घटक (मोटर, गियर-बॉक्स, हॉपर, बैरल और डाई, आदि) केवल स्क्रू को ठीक से काम करने के लिए आवश्यक समर्थन प्रदान करते हैं।एक एक्सट्रूडर के समग्र कार्यों को नीचे दर्शाया गया है।

फ़ीड पॉलिमर को हॉपर से स्क्रू चैनल में स्थानांतरित करने का फीडिंग फ़ंक्शन स्क्रू के बाहर होता है, और यह अनिवार्य रूप से स्क्रू डिज़ाइन पर निर्भर नहीं करता है।पेंच तीन बुनियादी कार्य करता है: (1) ठोस संवहन कार्य, (2) पिघलने का कार्य, और (3) मीटरिंग कार्य या पंपिंग कार्य।पेंच की अधिकांश लंबाई पर तीन पेंच कार्य एक साथ होते हैं और वे दृढ़ता से एक दूसरे पर निर्भर होते हैं।स्क्रू अनुभाग का ज्यामितीय नाम जैसे फीडिंग अनुभाग, अध्याय 1 में दिखाया गया है;चित्र 1.3, आवश्यक रूप से स्क्रू सेक्शन के एकमात्र कार्य को नहीं दर्शाता है।उदाहरण के लिए, फीडिंग अनुभाग न केवल ठोस संवहन कार्य करता है, बल्कि पिघलने और पैमाइश का कार्य भी करता है।पेंच अन्य माध्यमिक कार्य भी करता है जैसे वितरण मिश्रण, फैलाव मिश्रण, और कतरनी शोधन या समरूपीकरण।वितरणात्मक मिश्रण विभिन्न घटकों के स्थानिक पुनर्व्यवस्था को संदर्भित करता है, और फैलाव मिश्रण घटक आकार में कमी को संदर्भित करता है जैसा कि अध्याय 2 में वर्णित है;धारा 2.6.4.कतरनी शोधन से तात्पर्य कतरनी द्वारा बहुलक अणुओं के समरूपीकरण से है।सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर एक सतत वॉल्यूमेट्रिक पंप है जिसमें बैक-मिक्सिंग क्षमता और सकारात्मक संदेश देने की क्षमता नहीं है।जो चीज़ पहले स्क्रू में जाती है, वह पहले स्क्रू से बाहर आती है।एक पॉलिमर, ठोस या पिघले हुए रूप में, घूमने वाले पेंच और स्थिर बैरल द्वारा पॉलिमर पर लगाए गए बलों द्वारा स्क्रू चैनल में नीचे चला जाता है।पेंच चैनल के साथ पॉलिमर को डाई की ओर सकारात्मक रूप से पहुंचाने की कोई व्यवस्था नहीं है।घूमने वाला पेंच पॉलिमर को पकड़ लेता है और उसके साथ पॉलिमर को घुमाने की कोशिश करता है।मान लीजिए कि बैरल को एक्सट्रूडर से हटा दिया गया है, या पूरी तरह से चिकनाई दी गई है, जैसे कि यह पॉलिमर आंदोलन के लिए कोई प्रतिरोध नहीं देता है।फिर पॉलिमर बस स्क्रू के साथ समान गति से घूमता है और स्क्रू से कुछ भी नहीं निकलता है।स्थिर बैरल घूमने वाले पॉलिमर को एक ब्रेकिंग बल देता है और पॉलिमर को पेंच की सतह पर थोड़ा फिसलने देता है।पॉलिमर अभी भी बैरल की सतह पर स्क्रू की रगड़ के साथ घूमता है, लेकिन फिसलन के कारण स्क्रू की तुलना में थोड़ी कम गति पर।स्क्रू चैनल के साथ स्क्रू की सतह पर पॉलिमर के फिसलने से आउटपुट दर उत्पन्न होती है।एक चिकनाईयुक्त पेंच सतह आउटपुट दर को बढ़ाती है, लेकिन एक चिकनाईयुक्त बैरल सतह आउटपुट दर को हानिकारक रूप से कम कर देती है।यह स्पष्ट रूप से समझ में आता है कि वाणिज्यिक स्क्रू अत्यधिक पॉलिश क्यों किए जाते हैं, और फीडिंग सेक्शन में ग्रूव्ड बैरल को क्यों प्राथमिकता दी जाती है।हालाँकि कई व्यावसायिक प्रथाएँ सैद्धांतिक विश्लेषणों पर आधारित होने के बजाय अनुभवजन्य रूप से विकसित की गईं, वे निश्चित रूप से अंतर्निहित सैद्धांतिक अवधारणाओं से सहमत हैं।सिंगल-स्क्रू एक्सट्रूडर के अंदर के तंत्र का अध्ययन "स्क्रू-फ़्रीज़िंग प्रयोगों" से लिए गए स्क्रू चैनल के साथ पॉलिमर क्रॉस-सेक्शन की जांच करके किया जाता है।मैडॉक [1] द्वारा शुरू किए गए एक स्क्रू-फ़्रीज़िंग प्रयोग में, स्थिर-स्थिति संचालन को प्राप्त करने के लिए स्क्रू को चलाया जाता है।फिर, स्क्रू को रोक दिया जाता है और स्क्रू चैनल के अंदर पॉलिमर को जमने के लिए बैरल पर (और यदि संभव हो तो स्क्रू पर भी) पानी ठंडा किया जाता है।पॉलिमर को पिघलाने के लिए बैरल को फिर से गर्म किया जाता है और जैसे ही पॉलिमर बैरल की सतह पर पिघलना शुरू होता है तो स्क्रू को बैरल से बाहर धकेल दिया जाता है।फिर, ठोस पॉलिमर पट्टी को स्क्रू चैनल से हटा दिया जाता है और स्क्रू चैनल के साथ क्रॉस-सेक्शन की जांच करने के लिए कई स्थानों पर काटा जाता है।पिघलने की क्रियाविधि और प्रवाह पैटर्न को देखने के लिए कुछ रंगीन छर्रों को फ़ीड में मिलाया जाता है।रंगीन छर्रे अपना आकार बनाए रखते हैं यदि वे पेंच बंद होने से पहले ठोस बिस्तर के अंदर ठोस बने रहते हैं, लेकिन पेंच बंद होने से पहले पिघले हुए पूल के अंदर वे राख हो जाते हैं और धारियाँ बन जाते हैं।