Linie laboratoryjne z wytłaczarkami do compoundingu oraz granulatorami

Laboratoryjne linie do badań oraz granulacji polimerów, kompozytów i mieszanin polimerów z wytłaczarkami mieszającymi.

Film 1. Praca granulatora polimerów przy głowicy wytłaczarki chłodzonego powietrzem.

Laboratorium do badań polimerów, kompozytów i mieszanin oraz ich granulacji stanowi kluczowy element w badaniach nad materiałami polimerowymi oraz ich przetwarzaniem. Zapewnia możliwość eksperymentowania z różnymi procesami wytłaczania i mieszania, co przyczynia się do  rozwoju technologii oraz zastosowań nowych materiałów. Laboratorium powinno być zaprojektowane tak, aby umożliwiać elastyczną konfigurację procesów wytłaczania, mieszania i napełniania polimerów termoplastycznych z uwzględnieniem różnych parametrów takich jak temperatura, czas mieszania, prędkość obrotowa ślimaków wytłaczarki, ciśnienie, oraz proporcje składników mieszanki.Podstawowymi elementami laboratoryjnej linii badawczej są  laboratoryjne ekstrudery dwuślimakowe wraz z urzadzeniami do schładzania wytłoczyny oraz granulatory. Wybór odpowiednich urządzeń zależy od rodzaju materiałów, jakie będą badane, oraz zakresu eksperymentów, które zostaną przeprowadzone.

Urządzenia do granulacji polimerów i kompozytów są niezbędnym elementem wyposażenia laboratorium, które prowadzi badania mieszanin polimerów, kompozytów lub prowadzi badania nad wytłaczaniem reaktywnym. Linie do granulacji zazwyczaj są wyposażone w zawansowane technicznie laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe. Wytłaczarki dwuślimakowe  umożliwiają tworzenie mieszanin, kompozytów oraz zapewnia precyzyjne dozowanie dodatków polepszających właściwości stopu oraz barwników. Wytłaczane żyłki mogą być chłodzone wodą lub powietrzem. Ciecie może odbywać się za pomocą laboratoryjnego granulatora wolnostojącego lub umieszczonego bezpośrednio przy głowicy wytłaczarki.

Wytwarzanie granulatów mieszanek polimerowych w warunkach labolatorium badawczego.

Wytłaczanie oraz mieszanie dodatków do tworzywa sztucznego jest niezwykle ważnym elementem procesu w przemyśle tworzyw sztucznych, niezbędnym do wytworzenia prawie każdego możliwego produktu. W związku z tym koszty związane z opracowaniem nowych produktów mogą okazać się bardzo wysokie, jeżeli testy są przeprowadzane przy użyciu pełnowymiarowych maszyn, zwykle przy użyciu wytłaczarek dwuślimakowych, ponieważ są one w stanie zapewnić dobre mieszanie dyspersyjne i dystrybucyjne. Jest to szczególnie ważne w przypadku mieszania trudnych do zdyspergowania dodatków i nanododatków. Potrzebna jest wytłaczarka (compounder) laboratoryjna, która może odtworzyć możliwości mieszania przemysłowej wytłaczarki dwuślimakowej, ale w małej skali.

Dodatki i mieszanie to słowa, które prawdopodobnie najlepiej opisują jedno z kluczowych wymagań przemysłu tworzyw sztucznych. Tworzywa sztuczne same w sobie są na ogół miękkimi, termoplastycznymi materiałami o niewielkiej wytrzymałości mechanicznej. Ale ich wewnętrzna struktura łańcuchów molekularnych i sposób ich rozmieszczenia sprawiają, że są idealnymi nośnikami dodatków. W rezultacie zastosowania tworzyw sztucznych stają się bardzo szerokie, dzięki właściwościom, które można wywołać. Mieszanie staje się zatem kluczowym procesem, ponieważ dodatki z definicji są stosowane w małych ilościach, które muszą być równomiernie wymieszane w stopionej matrycy polimerowej - bardzo lepkim materiale.

Wytwarzanie granulatów polimerowych w warunkach laboratorium badawczego jest nieodłącznie związane z wytłaczaniem polimerów, mieszanin polimerów, kompozytów. Z tego powodu kluczowym elementem linii lub stanowiska do granulacji jest wytłaczarka dwuślimakowa z odpowiednim wyposażeniem umożliwiającym dokładne dozowanie składników mieszanin w postaci granulatów, proszków oraz napełniaczy. Ponadto wytłaczarka powinna tez umożliwiać wytłaczanie reaktywne. Istotą procesy badawczego prowadzącego do granulatu jest zatem proces mieszania wytłaczanych składników w wytłaczarce. Z tego powodu wytłaczarka, która pracuje razem z granulatorem musi posiadać odpowiednią do zadania konfigurację oraz wyposażenie. Technologia mieszania (Compounding) z wykorzystaniem wytłaczarki dwuślimakowej odgrywa szczególnie ważną rolę zarówno w rozwoju, jak i w produkcji różnych funkcjonalnych kompozytów polimerowych i stopów polimerów o morfologii w skali micro i nano. Produkty z tworzyw sztucznych szybko rozwijają się w kierunku zastosowań wykorzystywanych do wysokiej funkcjonalności w dziedzinach przemysłowych. Mając wiedzę pozwalającą na tworzenie nowych, niestandardowych materiałów możesz wykorzystać swoją wiedzę specjalistyczną w zakresie chemii polimerów do opracowywania materiałów nowej generacji.

Dwuślimakowe compoundery laboratoryjne (wytłaczarki mieszające) umożliwiają tworzenie niestandardowych kompozycji materiałowych dla prawie wszystkich wymagań materiałowych, wraz z odpowiednim rozwojem procesu. Możliwy jest rozwój specjalistycznych procesów w zakresie compoundingu. Procesy spieniania, oczyszczania i modyfikacji polimerów można przeprowadzić za pomocą wytłaczarki dwuślimakowej. Dostosowane do określonych wymogów odbiorców właściwości polimerów otrzymuje się przez fizyczną lub (i) chemiczną modyfikacje, reaktywne wytłaczanie bądź sporządzanie kompozycji polimerowych. Pod pojęciem modyfikacji fizycznej rozumiemy zmianę struktury polimeru spowodowanej wymuszoną orientacja, zmieszaniem polimeru, który jest matrycą z modyfikatorami, tworzeniem kompleksów polimerowych, zmianę stopnia zdyspergowania poszczególnych faz oraz zmianę budowy i rozmiarów stref międzyfazowych. Fizyczna modyfikacja obejmuje zmianę oddziaływań międzycząsteczkowych na granicy faz na skutek dodania promotorów mieszalności, które oddziaływają na mikrostrukturę matrycy i często uczestniczą w reakcji z innymi składnikami mieszaniny.

W celu uzyskania wymaganej intensywności mieszania stosuje się odpowiednio zaprojektowane wytłaczarki dwuślimakowe wyposażone w specjalne ślimaki zaopatrzone w elementy konstrukcyjne, które intensyfikują ścinanie i homogenizowanie mieszaniny. Wykonanie kompozycji z udziałem wytłaczarki można podzielić na etapy: przygotowanie składników mieszaniny w stanie sypkim lub płynnym, homogenizowanie składników mieszaniny wraz z dodatkami, formowanie żyłki i granulowanie. Podczas operacji technologicznych należy ustalić takie parametry prowadzenia procesu mieszania, aby nie doszło do degradacji makrocząsteczek polimerów oraz zminimalizować rozkład termiczny niestabilnych składników kompozycji a także prawidłowo zdyspergować składniki mieszaniny i optymalnie zhomogenizować. Wytłaczarki mieszające pozwalają pracować z szeroką gamą materiałów: żywicami konstrukcyjnymi, takimi jak nylon, PEEK, PPS i PETG, a także TPE i olefinami funkcjonalnymi oraz wypełniaczami.

Wytłaczanie reaktywne mieszanek polimerowych i kompozytów za pomocą wytłaczarek mieszających.

Wytłaczanie reaktywne to proces, w którym substancje chemiczne, zwłaszcza polimery, ulegają przemianie fizykochemicznej pod wpływem określonych warunków procesowych, takich jak temperatura, ciśnienie i obecność dodatków oraz katalizatorów. W wyniku wytłaczania reaktywnego dochodzi do zmiany struktury chemicznej oraz właściwości materiału, prowadząc do uzyskania innych często lepszych właściwości. Jest to często wykorzystywana technika, gdzie kontrolowana reakcja chemiczna umożliwia tworzenie produktów o pożądanych właściwościach fizycznych i mechanicznych.Wytłaczanie reaktywne to przyjazna dla środowiska metoda wytwarzania nowych materiałów o ulepszonych właściwościach użytkowych. Obecnie ekstruzja reaktywna umożliwia polimeryzację, modyfikację, funkcjonalizację polimerów lub chemiczne wiązanie dwóch (lub więcej) niemieszających się faz, które można przeprowadzić na liniach wytłaczania.

Polimery i kompozyty na bazie polimerów są powszechnie stosowane w szerokim zakresie zastosowań przemysłowych, co związane jest z ich specyficznymi właściwościami użytkowymi (np. trwałość, lekkość, odporność na korozję, odporność chemiczną itp.), łatwością przetwarzania i stosunkowo niskim kosztem produkcji. W konsekwencji obserwuje się dynamiczny wzrost produkcji polimerów i kompozytów polimerowych. Dlatego poszukiwanie nowych i efektywnych kosztowo rozwiązań w tej dziedzinie jest obecnie przedmiotem zainteresowania wielu akademickich i przemysłowych grup badawczych na całym świecie. Wytwarzanie mieszanek polimerowych i kompozytów metodą melt-compounding jest powszechnie stosowaną metodą wytwarzania nowych materiałów o pożądanych właściwościach. Głównymi zaletami tej metody jest eliminacja skomplikowanych procesów (np. reakcji polimeryzacji itp.) oraz zastosowanie dostępnych na rynku składników. Szeroki zakres możliwych wyborów składów materiałów polimerowych i warunków ich przetwarzania może być użytecznym narzędziem ułatwiającym dostosowanie ich odpowiednich właściwości. Ponadto mieszanie ze stopu jest zwykle wykonywane w wytłaczarkach powszechnie stosowanych w laboratoriach. Wytłaczanie jest jedną z najszybciej rozwijających się metod przetwórstwa polimerów, co wynika z ciągłości, krótkiego czasu procesu, wysokiej wydajności mieszania, dobrej jakości otrzymywanych produktów, różnorodności i uniwersalności tej technologii. W związku z powyższymi czynnikami, badania nad mieszankami polimerowymi i kompozytami otrzymywanymi metodą melt-compounding cieszą się rosnącym zainteresowaniem wielu akademickich i przemysłowych grup badawczych. Jednak mieszanie fizyczne, definiowane jako proste mieszanie w stanie stopionym bez reakcji chemicznych pomiędzy składnikami, skutkuje zwykle słabą adhezją międzyfazową, co prowadzi do niezadowalających właściwości fizyko mechanicznych otrzymanych materiałów polimerowych i ogranicza ich dalsze zastosowania. W związku z tym większość mieszanek polimerowych i kompozytów wymaga dalszej kompatybilizacji, co skutkuje poprawą ich właściwości użytkowych. W tej dziedzinie wytłaczanie reaktywne wydaje się być jedną z najbardziej wydajnych metod poprawy interakcji między zastosowanymi komponentami. Jednak zastosowanie ekstruzji reaktywnej podczas przetwarzania mieszanek polimerowych lub kompozytów jest stosunkowo nowym obszarem badań.
Wytłaczanie reaktywne polega na przeprowadzeniu zaprojektowanej reakcji chemicznej pomiędzy zastosowanymi składnikami w celu modyfikacji właściwości istniejących materiałów polimerowych lub wytworzenia nowych w wysoce wydajny i elastyczny sposób. W związku z tym technika ta może być z powodzeniem stosowana podczas polimeryzacji polimerów, modyfikacji i funkcjonalizacji włókien naturalnych / wypełniaczy czy modyfikacji / kompatybilizacji biodegradowalnych lub biopochodnych mieszanek polimerowych i kompozytów, co potwierdza uniwersalność tej metody przetwarzania.

Wytłaczarki jako reaktory chemiczne.

Wytłaczarkę można uznać za reaktor chemiczny wyposażony w jeden lub dwa, ślimaki służące do ciągłego transportu, mieszania i ścinania reagentów w zmiennej postaci, takich jak ciało stałe, stopiony polimer, ciecz lub gaz. Wytłaczarki jedno- i dwuślimakowe są powszechnie stosowane do przetwarzania polimerów, żywności, farmaceutyków i innych materiałów o złożonym składzie lub różnej lepkości. W porównaniu do wytłaczarek jednoślimakowych, wytłaczarki dwuślimakowe oferują wyższą zdolność topienia, mieszania i odgazowywania, co jest głównym powodem ich częstszego stosowania podczas wytłaczania reaktywnego. Wytłaczarki dwuślimakowe są klasyfikowane w zależności od kierunku obrotu ślimaka (współbieżny lub przeciwbieżny). Najczęściej stosowanymi typami są współbieżne wytłaczarki dwuślimakowe z zazębiającymi się ślimakami, które pracują z większą prędkością ślimaka i generują większe siły ścinające niż wytłaczarki dwuślimakowe przeciwbieżne. Obecnie wytłaczarki dwuślimakowe przeciwbieżne są stosowane do wytłaczania polimerów o niskiej stabilności termicznej podczas przetwarzania (głównie poli(chlorek winylu) i jego kopolimery). Wydaje się, że wytłaczarki dwuślimakowe przeciwbieżne mogłyby znaleźć zastosowanie do przetwórstwa niektórych polimerów pochodzenia biologicznego oraz polimerów biodegradowalnych charakteryzujących się niską odpornością na degradację cieplno-mechaniczną. Współbieżne wytłaczarki dwuślimakowe są zazwyczaj wyposażone w segmentowy otwierany w poziome cylinder, w którym każdy segment (strefa) może być niezależnie ogrzewany lub chłodzony. Dodatkowo ciepło wewnętrzne jest wytwarzane podczas ścinania i mieszania lepkiego materiału polimerowego w wytłaczarce. Źródła ciepła wewnętrznego i zewnętrznego dostarczają energii cieplnej niezbędnej do aktywacji reakcji chemicznych. Segmentowa konstrukcja cylindra pozwala na lepszą kontrolę temperatury wewnątrz wytłaczarki. Jest to bardzo ważne, zwłaszcza w przypadku obróbki reaktywnej, gdzie mogą wystąpić pewne problemy z odprowadzaniem ciepła z materiału podczas reakcji egzotermicznych. Ponadto modułowa konstrukcja ślimaków w wytłaczarkach współbieżnych pozwala na łatwą modyfikację konfiguracji ślimaka. Zastosowanie zmiennych elementów ślimakowych (np. transportowych, ugniatających, dyspersyjnych itp.) w połączeniu z ogrzewaniem i chłodzeniem zewnętrznym, pozwala na określenie całkowitej energii i wydajności mieszania materiału w każdej sekcji cylindra. Wytłaczarki dwuślimakowe przeznaczone do wytłaczania reaktywnego powinny posiadać możliwość stabilnej pracy układu uplastyczniającego przy niskich obrotach ślimaków. Niskie obroty pozwalają skutecznie wydłużać czas przebywania. Są to czynniki wpływające na elastyczność i wszechstronność współbieżnych wytłaczarek dwuślimakowych jako reaktorów chemicznych. Dodatkowa funkcjonalnością laboratoryjnych wytłaczarek dwuślimakowych jest możliwość pracy w układzie współbieżnym i przeciwbieżnym. Powszechnie wiadomo, że końcowe właściwości materiałów polimerowych uzyskanych w procesie wytłaczania zależą od struktury chemicznej użytych komponentów oraz ich właściwości fizykochemicznych. Zastosowane komponenty muszą mieć formę fizyczną odpowiednią do stabilnej, termomechanicznej obróbki. W przeciwnym razie podwyższona temperatura i duże siły ścinające podczas obróbki mogą spowodować częściową degradację zastosowanych komponentów, powodując emisję lotnych związków organicznych. Innymi kluczowymi czynnikami wpływającymi na skuteczność wytłaczania są warunki wytłaczania, takie jak temperatura cylindra, prędkość ślimaka, siły ścinające, rozkład czasu przebywania. Warunki te mają istotny wpływ na jednorodność otrzymywanych materiałów, a w konsekwencji na ich właściwości przetwórcze i użytkowe. Jak przedstawiono powyżej, zastosowanie wytłaczarek dwuślimakowych pozwala na dostosowanie warunków energetycznych i mieszania materiału w każdej sekcji cylindra, co wpływa na efektywność wymiany masy i ciepła. Ponadto, w porównaniu z zbiornikowymi reaktorami chemicznymi, zastosowanie wytłaczarek pozwala na skuteczne przetwarzanie lepkich polimerów i polimerów o wysokim stopniu wypełnienia. Inną ważną zaletą wytłaczarek jako reaktorów jest brak lub zmniejszona zawartość rozpuszczalnika jako medium reakcyjnego, co eliminuje dodatkowe operacje technologiczne, takie jak odzysk rozpuszczalnika czy oczyszczanie produktu końcowego. Są to główne czynniki wpływające na ciągły rozwój ekstruzji reaktywnej podczas syntezy laboratoryjnej i przemysłowej oraz przetwórstwa różnych polimerów, mieszanek polimerowych i kompozytów. Wytłaczanie reaktywne pozwala na dostosowanie właściwości wytwarzanych materiałów kontrolowanych przez skład materiałów polimerowych i warunki ich przetwarzania. Co więcej, siły ścinające wewnątrz wytłaczarki powinny być wystarczające, aby grupy reaktywne mogły się ze sobą spotkać. Można to osiągnąć za pomocą współbieżnych wytłaczarek dwuślimakowych o segmentowej / modułowej konfiguracji cylindra i ślimaków, którą można z powodzeniem zmieniać lub modyfikować. Wydaje się jednak, że obecne, a także przyszłe trendy w dziedzinie badań nad biodegradowalnymi materiałami polimerowymi w przetwórstwie reaktywnym będą koncentrować się na dwóch głównych, stosunkowo nowych kierunkach. Pierwszy kierunek związany jest z technologią druku 3D i produkcja nowych filamentów opartych na różnego rodzaju bio-pochodnych mieszankach polimerowych i kompozytach. Wytłaczanie reaktywne pozwala na przygotowanie nowych materiałów biodegradowalnych, a ich właściwości przetwarzania i wydajności można dostosować poprzez dodanie reaktywnych modyfikatorów lub zastosowanie zmiennych warunków wytłaczani takich jak temperatura, siły ścinające itp. Otrzymane materiały biodegradowalne mogą być z powodzeniem wykorzystywane jako filamenty podczas druku 3D. Drugim obiecującym kierunkiem dalszego rozwoju ekstruzji reaktywnej, w dziedzinie polimerów i kompozytów pochodzenia biologicznego, jest modyfikacja lub funkcjonalizacja powszechnie stosowanych wypełniaczy bogatych w celulozę, takich jak pył drzewny, włókna naturalne czy odpady rolnicze. Obecne trendy badawcze potwierdziły, że ekstruzja reaktywna może być uważana za szybką, bezrozpuszczalnikową, tanią i proekologiczną alternatywę dla konwencjonalnych metod modyfikacji naturalnych wypełniaczy / włókien.

Zalety stosowania laboratoryjnej wytłaczarki dwuślimakowej jako reaktora są następujące:

• Łatwość prowadzenia w wysokiej temperaturze w celu przyspieszenia reakcji.
• Sekwencyjne dodawanie składników w celu osiągnięcia pożądanej sekwencji dodawania.
• Efektywne mieszanie dyspersyjne i dystrybucyjne we właściwym miejscu.
• Dokładny kontakt różnych składników wynikający z małej objętości w obszarze reakcji wytłaczarki.
• Kontrolowany czas reakcji uzyskany dzięki wąskiemu rozkładowi czasu przebywania.
• Zwiększona szybkość reakcji poprzez kontrolowanie temperatury reakcji.
• Możliwość osiągnięcia reakcji w środowisku o dużej lepkości przy jednoczesnym dobrym mieszaniu.

Mieszanie za pomocą wytłaczarki dwuślimakowej.

Podczas mieszania różne materiały (polimery, dodatki itp.) są mieszane i topione w wytłaczarce a następnie granulowane. Większość kupowanych obecnie wytłaczarek mieszających jest typu dwuślimakowego, współbieżnego zazębiającego się, chociaż w niektórych zastosowaniach stosuje się wytłaczarki przeciwbieżne. Linie do wytłaczania mieszanek są zazwyczaj wyposażone w grawimetryczne systemy podawania, które dozują materiały do wytłaczarek z bardzo dokładnie określoną wydajnością. W wielu zastosowaniach wytłaczarki są wyposażone w otwory wentylacyjne, które wyciągają niepożądaną wilgoć i inne substancje lotne ze strumienia polimeru. W przypadku podawania do stopu napełniaczy np. w postaci proszków stosowane są dwuślimakowe podajniki boczne (side feeder). Konstrukcja wytłaczarki dwuślimakowej zapewnia przewagę nad innymi procesami przetwarzania tworzyw sztucznych. Pełna elastyczność daje możliwość skonfigurowania wytłaczarki w celu optymalizacji procesu i uzyskania najlepszych osiągalnych właściwości. Użytkownicy dostrzegają korzyści płynące z możliwości konfiguracji ślimaków wytłaczarki. Sekcje cylindra można również konfigurować, aby zapewnić optymalne ustawienie dla danego procesu. Należy wspomnieć o tym, że konstrukcje cylindrów wytłaczarek zwłaszcza tych laboratoryjnych różnią się pod względem metod i wygody zmiany konfiguracji.

Wytłaczarka dwuślimakowa jest konfigurowalna. Segmentowe cylindry i ślimaki zapewniają elastyczność niespotykaną w innych procesach polimerowych. Odpowiednie uporządkowanie sekcji cylindra wraz z odpowiednimi elementami ślimakowymi pozwala na szeroki zakres specjalizacji procesu.

Rys.1 Laboratoryjne wytłaczarki mieszające 2x24mm, 2x20mm, 2x16mm i 2x12mm, które mogą być wykorzystane do pracy w linii do granulacji.

Wytłaczarka dwuślimakowa (compounder) umożliwia wykonanie następujących operacji jednostkowych:

• Transport ciał stałych.
• Topienie i transport polimerów.
• Konfigurowalne mieszanie dodatków w stopie.
• Wtrysk cieczy lub gazu w stanie nadkrytycznym.
• Dodawanie dodatków wypełniających.
• Wentylacja atmosferyczna i próżniowa).
• Pompowanie stopu;
• Kontrola ogrzewania i chłodzenia.
• Reakcje chemiczne w przypadku wytłaczania reaktywnego.
• Wytłaczanie współbieżne i przeciwbieżne w jednym urządzeniu.

Konfigurację cylindra wytłaczarki mieszającej  i sposób wykorzystania każdej sekcji cylindra wytłaczarki do różnych operacji.

Większość użytkowników wytłaczarek nie uważa zmiany konfiguracji cylindra wytłaczarki za praktyczną opcję co jest spowodowane konstrukcją cylindrów większości wytłaczarek dostępnych na rynku. Zmiana konfiguracji wymaga dokonania operacji demontażu cylindra, jego rekonfiguracji i ponownego montażu. Jest to złożona i czasochłonna operacja wymagająca czasem zaangażowania serwisu producenta co czyni ją kosztowną. Jednakże zmiana lokalizacji pewnych funkcji może mieć ogromny wpływ na wydajność wytłaczarki dwuślimakowej i skuteczność operacji mieszania zwłaszcza w czasie prowadzenia badań nad polimerami i ich mieszaninami. Większość producentów oferuje segmentowe cylindry dwuślimakowe składające się z pojedynczych szeregowo połączonych sekcji o długości czterech, pięciu lub sześciu średnic. Każda sekcja cylindra jest niezależnie podgrzewana i chłodzona, aby zapewnić kontrolę temperatury.

Nieliczni producenci wytłaczarek do których należy SiTech3D oferują cylindry wytłaczarek przeznaczonych do badań, których cylindry zbudowane są w inny sposób umożliwiający otwarcie cylindra dzięki poziomej linii podziału oraz zmianę konfiguracji stref i położenia podajników bocznych. Układ stref cylindra można zaaranżować tak, aby zoptymalizować proces w oparciu o wymagania dotyczące procesu mieszania. Użytkując wytłaczarkę zaprojektowaną do łatwych zmian konfiguracji cylindra możemy zbudować sekcję procesową wytłaczarki w zależności od potrzeb w oparciu o wytwarzane mieszanki. W przypadku linii laboratoryjnych i pilotażowych taka możliwość jest niezwykle użyteczna, aby zoptymalizować proces podczas opracowywania nowych receptur. Układ cylindra wytłaczarki można zaaranżować tak, aby zoptymalizować proces w oparciu o wymagania dotyczące mieszania lub/i napełniania. W praktyce raz wybrany układ cylindra wytłaczarki nie jest zmieniany. W przypadku wytłaczarki SiTech3D naukowiec ma możliwość łatwej zmiany układu cylindra i może ją rozważyć, jeśli wymagane operacje jednostkowe nie są wykonane w preferowanej kolejności pomimo tego, iż zmiany konfiguracji cylindra wytłaczarki nie są powszechnie stosowane z powodu wcześniej opisanych czynników.

Mając na celu stworzenie cylindra wytłaczarki laboratoryjnej, który będzie dobrze przystosowany do zmian konfiguracji stref zaprojektowaliśmy cylinder, który ma następujące cechy użytkowe:

1. Cylinder jest dzielony w poziomie dzięki tej funkcji możemy łatwo go otwierać, aby zobaczyć przebieg procesu wytłaczania na żywo. Otwarcie cylindra ułatwia czyszczenie cylindra i ślimaków oraz ułatwia zmianę konfiguracji ślimaków. Otwierany cylinder pozwala tez zmienić konfiguracje stref i położenia otworów dla podajników bocznych.
2. Zmiana konfiguracji stref jest bardzo łatwa, ponieważ wkładki stanowiące cześć roboczą cylindra można w prosty sposób demontować, montować i zmieniać ich położenie. Można stosować wkładki z różnych materiałów np. azotowane lub ze stali kwasoodpornej lub inne. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby w cylindrze były zainstalowane jednocześnie wkładki z różnych materiałów. Wkładki mogą mieć długość od 4 do 8 D.
3. Dolna część cylindra po otwarciu może być uchylana w dół ze wspomaganiem siłownikami dla ułatwienia obsługi.
4. Górna cześć cylindra jest dodatkowo podzielona na dwie części niezależnie otwierane i wspomagane siłownikami. Dzięki dodatkowemu podziałowi możemy niezależnie otwierać strefy procesowe i karmienia wytłaczarki. Takie rozwiązanie pozwala zaoszczędzić czas, ponieważ pozwała otworzyć cylindra wytłaczarki w części procesowej bez konieczności demontowania dozowników oraz leja zasypowego.

Podsumowanie:

Powyżej opisana konstrukcja cylindra ułatwia pracę z wytłaczarką, skraca czas operacji, umożliwia zmianę konfiguracji stref bez konieczności demontażu tzw. beczek cylindra oraz pozwala kontrolować przebieg procesu poprzez obserwację po otwarciu cylindra.

Sekcje cylindra wytłaczarki mieszającej:

Kilka konstrukcji sekcji (wkładek) cylindra zapewnia konfigurowalność charakterystyczną dla wytłaczarki dwuślimakowej. Przyjrzymy się każdemu z tych typów stref ogólnie i bardziej szczegółowo, łącząc każdą sekcję cylindra z odpowiednią konfiguracją ślimaka dla działania jednostki specyficznego dla tej sekcji wytłaczarki. Każda sekcja cylindra wytłaczarki ma ścieżkę w kształcie cyfry 8, przez którą przechodzą segmentowe wały śrubowe (ślimaki wytłaczarki).

1. Otwarta strefa: To strefa z otworem umieszczonym w górnej części cylindra umożliwiającym doprowadzenie lub odpowietrzenie substancji lotnych. Tę samą konstrukcję otwartej beczki można wykorzystać zarówno do zasilania, jak i odpowietrzania. Ponieważ taka strefa jest dodatkowo wyposażona w wymienne zamkniecie może spełniać dodatkowe funkcje takie jak wtrysk gazu, cieczy mogą też być do stopu wprowadzone czujniki ciśnienia lub/i temperatury. Cylinder wytłaczarki może posiadać takie porty w dowolnym miejscu wzdłuż całego cylindra rozmieszczone co 4D.
2. Podawanie (karmienie wytłaczarki): Oczywiście, aby rozpocząć proces, do wytłaczarki należy wprowadzić materiał. Strefa podająca jest otwartą sekcją cylindra zaprojektowaną w taki sposób, że w górnej części znajduje się otwór o dużej średnicy, przez który podawany jest materiał do wytłaczarki. Najczęstszą lokalizacją strefy zasilającej jest pozycja 1. Pellety i granulaty sypkie dozowane są podajnikiem tak, aby opadały do wytłaczarki bezpośrednio na ślimaki. Proszki o małej gęstości nasypowej często stanowią wyzwanie, ponieważ wraz z opadającym proszkiem zazwyczaj porywane jest powietrze. Uciekające powietrze blokuje przepływ lekkiego proszku, zmniejszając zdolność proszku do podawania z żądaną szybkością. Jedną z opcji podawania proszków jest posiadanie dwóch otwartych sekcji cylindra w pierwszych dwóch pozycjach bębna wytłaczarki. W tej konfiguracji proszki są podawane do strefy 2, umożliwiając odprowadzenie powietrza ze strefy 1. Taka konfiguracja jest znana jako układ z tylnym odpowietrzeniem. Tylny otwór wentylacyjny zapewnia drogę dla powietrza opuszczającego wytłaczarkę. Po doprowadzeniu polimeru i dodatków do wytłaczarki, substancje stałe są transportowane do strefy topienia, gdzie polimer jest topiony i mieszany z dodatkami. Dodatki można również podawać za strefą topienia za pomocą podajnika bocznego. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie mieszacza wibracyjnego, który dzięki delikatnym wibracją pozwala uwolnić i odprowadzić do zasypu powietrze.
3. Zasilanie boczne: Sekcja cylindra używana do tej operacji nazywana jest strefą z zasilaniem bocznym. W tej strefie drugi otwór na boku cylindra umożliwia bezpośrednie podłączenie dwuślimakowego podajnika bocznego do wytłaczarki, dzięki czemu dodatki są wprowadzane do stopionego polimeru. Konstrukcja cylindra wytłaczarek laboratoryjnych SiTech3D pozwala dodatkowo na zmianę położenia tych stref w łatwy i tani sposób. Otwór wentylacyjny w poprzedzającej strefie umożliwia ucieczkę porwanego powietrza.
4. Wentylacja: Otwarta sekcja cylindra może być również wykorzystana do wentylacji; lotne opary powstające podczas mieszania muszą zostać odprowadzone przed wytłoczeniem polimeru przez dyszę głowicy. Najbardziej oczywistą lokalizacją otworu wentylacyjnego jest część wylotowa wytłaczarki. Ten odpowietrznik jest często podłączony do pompy próżniowej, aby zapewnić usunięcie wszystkich substancji lotnych zawartych w stopionym polimerze przed wypuszczeniem przez dyszę głowicy. Opary lub gazy pozostające w stopie spowodują gorszą jakość wytłoczyny w tym spienianie i zmniejszoną gęstość. Preferujemy wytłaczarki o długości cylindra co najmniej 10 sekcji (L/D ≥40) polegającą na umieszczeniu otworu wentylacyjnego dwie sekcje cylindra przed matrycą. Dość często, jeśli ciśnienie w głowicy wytłaczarki wzrasta zbyt wysoko, stopiony polimer może cofać się w odpowietrzniku. Podczas mieszania ciśnienie w głowicy może się zmieniać. Jeśli lepkość stopionego polimeru jest niska, polimer będzie się cofał i wypływał z otworu wentylacyjnego. Umieszczenie odpowietrznika na dwie sekcje cylindra przed wylotem zasadniczo eliminuje tę możliwość, co skutkuje bardziej stabilną pracą. Dodatkowo do wentylacji, zarówno atmosferycznej, jak i próżniowej, można wykorzystać otwory wzdłuż cylindra wytłaczarki rozmieszczone co 4D, jeśli występuje wysoki poziom substancji lotnych, jeśli wtryskiwany jest rozcieńczalnik w celu usunięcia niepożądanej substancji lotnej lub jeśli generowana jest duża ilość produktu ubocznego w postaci cieczy/pary w wyniku reakcji chemicznej.
5. Zamknięte sekcje cylindra: W wytłaczarkach laboratoryjnych SiTech3D w zasadzie może nie być takich stref, ponieważ każda strefa cylindra może być wyposażona w otwory. Oczywiście jest możliwe skonfigurowanie takiej strefy poprzez zaślepienie otworów odpowiednimi zamknięciami, zastosowanie wkładek do cylindra bez otworów lub zamówienie wytłaczarki z cylindrem, który nie będzie posiadał otworów w danej strefie.

Długość wytłaczarki wyraża się jako stosunek długości do nominalnej średnicy ślimaka (L/D). W ten sposób zwiększanie skali staje się znacznie łatwiejsze, ponieważ małą wytłaczarkę o współczynniku L/D wynoszącym 40-48:1 można skalować do wytłaczarki o znacznie większej średnicy, również o długości L/D wynoszącej 40-48:1.

Rozwój technologiczny w zakresie elementów ślimaków wytłaczarek przeznaczonych do operacji mieszania.

Opracowano wiele skomplikowanych elementów ślimakowych do wytłaczarki dwuślimakowej do różnych operacji mieszania stopów polimerów i kompozytów polimerowych. Główną cechą tych elementów ślimakowych mieszających jest elastyczność w uzyskiwaniu zróżnicowanych kombinacji ślimaków poprzez wybór szerokiej gamy grubości tarczy i kąta naprzemiennego rozmieszczenia tarcz. Ponadto, oprócz elastyczności w projektowaniu kombinacji, rozwijane są pewne specjalne rozwiązania, na przykład nowe elementy ślimakowe promujące mieszanie wydłużone oraz specjalny segment cylindra z kilkoma rowkami, aby uzyskać synergiczne efekty mieszania między końcówką płytek a wewnętrzną powierzchnią cylindra z płytkimi rowkami.

Specjalne elementy ślimaków wytłaczarki mieszającej stosowane do mieszania dwuślimakowego. Baza danych technicznych segmentów ślimaków wytłaczarek.

Odgazowanie operacja wymagana przy mieszaniu polimerów w celu uzyskania pożądanych właściwości chemicznych fizycznych.

Wytłaczarki dwuślimakowe współbieżne i przeciwbieżne, mogą służyć do odgazowywania, usuwania rozpuszczalników i wody z reakcji polimeryzacji lub do doprowadzania reakcji polimeryzacji do zakończenia. Wytłaczarki dwuślimakowe są znacznie skuteczniejsze w usuwaniu wysokich stężeń substancji lotnych w porównaniu z wytłaczarkami jednoślimakowymi. Odgazowanie odbywa się dzięki dobrym uszczelkom ze stopu i wysokiej próżni w celu odizolowania różnych etapów w wytłaczarce. Aby usunąć wysokie poziomy rozpuszczalnika w stężeniach rzędu części na milion (ppm), wymagane jest wysokie podciśnienie na wielu etapach, dlatego materiał jest poddawany działaniu próżni trzy lub cztery razy na całej długości cylindra wytłaczarki. Jeśli usuwane są rozpuszczalniki organiczne, są one kondensowane i ponownie wykorzystywane. W niektórych sytuacjach do stopionego polimeru zostanie wstrzyknięty środek odpędzający, aby pomóc w usunięciu rozpuszczalnika.

Odgazowanie jest jedną z kilku operacji wymaganych przy łączeniu (mieszaniu) polimerów między sobą oraz z dodatkami i wypełniaczami w celu uzyskania pożądanych właściwości chemicznych fizycznych. Powstały związek w postaci granulatu musi być wolny od pustych przestrzeni i resztkowych substancji lotnych. W przypadku polimerów higroskopijnych które są podatne na hydrolizę lub degradację masy cząsteczkowej w wyniku obecności wilgoci, skuteczne odpowietrzanie podczas mieszania ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia akceptowalnych właściwości fizycznych.

Otwory wentylacyjne w cylindrze wytłaczarki mogą pracować pod ciśnieniem atmosferycznym lub pod próżnią, w zależności od wymagań procesu. Większość typowych procesów mieszania obejmuje oba typy odpowietrzania. Wytłaczarki mogą być wyposażone w wiele otworów odpowietrzających do usuwania dużych ilości pary wodnej, rozpuszczalników lub monomerów, jednocześnie zapewniając niski poziom resztkowych substancji lotnych w gotowym produkcie. Opracowano różnorodne konstrukcje otworów wentylacyjnych dla współbieżnych wytłaczarek dwuślimakowych, aby dostosować się do szerokiego zakresu zastosowań i materiałów; obejmują one otwory wentylacyjne w górnej lub(i) bocznej części cylindra wytłaczarki. Każdy z tych projektów ewoluował, aby przezwyciężyć pewne problemy związane ze standardowymi konstrukcjami otworów wentylacyjnych, które znajdują się na górze cylindra wytłaczarki. Warunkiem stabilnej pracy systemów odgazowania, zarówno atmosferycznych, jak i próżniowych, jest niski stopień wypełnienia ślimaków w strefach odgazowania oraz bariera wysokiego ciśnienia (wypełniony stopionym polimerem ślimak) przed otworem wentylacyjnym.

Rys.2 Efekt pracy systemu odgazowania cylindra wytłaczarki, po lewej stronie prawidłowo odgazowany stop, po prawej efekt wytłaczania bez odgazowania.

Problemy z wentylacją cylindra wytłaczarki można podzielić na dwie kategorie:

1. Problemy operacyjne, w wyniku których polimer (lub/i inny surowiec) wydostaje się z otworów wentylacyjnych wytłaczarki. To zakłócenie procesu zwykle wymaga interwencji operatora w celu udrożnienia otworów wentylacyjnych.
2. Resztkowe substancje lotne/gazy pozostają w mieszanym polimerze w wyniku niewystarczającego odgazowania cylindra wytłaczarki. W takim przypadku należy poprawić wydajność odpowietrzania poprzez zmianę konfiguracji ślimaków i cylindra wytłaczarki, aby uzyskać akceptowalną jakość produktu.

Każdy z tych problemów ma unikalne rozwiązania, jak opisano poniżej.

• Stop polimerowy wychodzi z otworu wentylacyjnego ekstrudera. Ta kategoria problemów jest powszechna w przypadku wszystkich wytłaczarek dwuślimakowych. Otwory atmosferyczne służą do uwalniania powietrza, wilgoci i innych lotnych gazów po początkowym stopieniu polimerów. Prędkość powietrza lub/i oparów wypływających z tych otworów wentylacyjnych jest funkcją objętościowego natężenia przepływu i otwartej powierzchni wentylacyjnej. Gdy prędkość gazu jest zbyt duża w wyniku zbyt dużej objętości lub zbyt małej otwartej przestrzeni, przepływające przez otwór gazy będą miały tendencję do porywania ciał stałych, co spowoduje wydostawanie się stopu przez otwór wentylacyjny. Rozwiązaniem jest zapewnienie zwiększonej powierzchni wentylacyjnej, co może wymagać skorzystania z dodatkowych otworów wentylacyjnych.
• Otwory atmosferyczne są wymagane w przypadku bocznego podawania wypełniaczy w postaci cząstek (talku, wypełniaczy mineralnych, CaCO3.) do stopionego polimeru. Otwory te mają za zadanie odprowadzać powietrze, które dostaje się do cylindra poprzez boczny podajnik razem z proszkami. Im mniejsza jest gęstość nasypowa wypełniacza, tym więcej powietrza wprowadza się do cylindra wytłaczarki, które należy usunąć. Jeśli powierzchnia otwarcia otworu wentylacyjnego jest zbyt mała w stosunku do objętości powietrza, które należy usunąć, wynikająca z tego duża prędkość wylotowa będzie miała tendencję do przenoszenia drobnych cząstek i proszku do otworu wentylacyjnego. Rozwiązanie tego problemu wymaga powiększenia obszaru wentylacyjnego poprzez dodanie dodatkowych otworów wentylacyjnych.
• Obecność niestopionego polimeru w strefie pierwszego podajnika bocznego powoduje również wydobywanie się wypełniacza z otworu odgazowania atmosferycznego powiązanego z tym bocznym podajnikiem. Aby zdiagnozować czy to jest przyczyną problemu, należy przeprowadzić fizyczną kontrolę jakości stopu w strefie otworu odgazowania tego podajnika bocznego, aby sprawdzić, czy obecna jest niestopiona żywica. W takim przypadku rozwiązanie wymaga modyfikacji konstrukcji ślimaka w części, w której topi się polimer przed otworem odgazowującym.
• Otwory odgazowania próżniowego są zwykle umieszczone w pobliżu głowicy i są zaprojektowane tak, aby uwalniać wszelkie resztkowe opary w warunkach próżni. Częstym problemem jest wypływanie stopu z tego otworu wentylacyjnego i jego blokowanie. Kiedy to nastąpi, gazy nie są usuwane ze stopionego materiału, a wytłoczyna staje się porowata i zawiera puste przestrzenie. Zablokowanie odpowietrznika wymaga ręcznego udrożnienia przez operatora. Istnieje kilka możliwych przyczyn i rozwiązań tego problemu:
  • Stop może przedostawać się do otworu podciśnieniowego bezpośrednio w wyniku zwiększonej długości strefy ślimaka potrzebnej do wytworzenia wymaganego ciśnienia).
    Gdy ciśnienie na sicie lub matrycy wzrasta, długość strefy ślimaka potrzebna do wytworzenia wymaganego ciśnienia odpowiednio się zwiększa, aż do osiągnięcia otworu odpowietrzającego w cylindrze wytłaczarki. Stop będzie wypływał w sposób ciągły z otworu wentylacyjnego, nawet bez podciśnienia. Rozwiązaniem tego problemu jest zmniejszenie ciśnienia w matrycy, zwiększenie długości strefy pompowania wytłaczarki poprzez przesunięcie otworu próżniowego o jedną strefę od głowicy lub dodanie strefy cylindra za otworem odgazowania próżniowego. Można też zainstalować pompę stopu w celu zapewnienia ciśnienia w głowicy i uwolnienia wytłaczarki od tego zadania. Ten sam stan wystąpi w przypadku zużycia elementów ślimaka w strefie pompującej na końcu cylindra wytłaczarki.
  • Stop będzie również wypływał z otworu podciśnieniowego, jeżeli ciśnienie uszczelnienia ze stopionego polimeru jest mniejsze niż ciśnienie podciśnienia. Stan ten powoduje wyciąganie stopionego polimeru z cylindra wytłaczarki, ponieważ pompa próżniowa będzie wtedy zasysała powietrze przez cylinder wytłaczarki wraz polimerem. Wskazówką, że to jest przyczyna problemu, jest obserwacja wakuometru (próżniomierza). Jeśli wskaźnik nie zmienia się w czasie, oznacza to, że układ próżniowy jest szczelnie zamknięty. Jeśli widzisz wzrost ciśnienia, oznacza to, że przez układ przepływa duża ilość powietrza a otwór odgazowania będzie wypełniał się stopionym plastikiem. Jeśli stop wypływa z otworu podciśnieniowego dopiero po zastosowaniu podciśnienia, jest to objaw tego, że uszczelnienie ślimaka stopionym polimerem jest niewystarczające. Rozwiązaniem jest zmiana konfiguracji segmentów ślimaków w celu zastosowania bardziej restrykcyjnych elementów budujących ciśnienie.
• Należy wspomnieć o tym, że istnieją materiały termoplastyczne, które wykazują unikalne właściwości po poddaniu ich oddziaływaniu niskiego ciśnienia w wysokiej temperaturze. Takie materiały mają tendencję do zwiększania objętości i pienienia po dotarciu do strefy odgazowania i nie będą łatwo spływać z powrotem do ślimaków. Takie materiały wydostaną się z cylindra w każdych warunkach, jeśli używane są konwencjonalne otwarte otwory wentylacyjne. Materiały te można przetwarzać przy użyciu mechanicznych systemów dwuślimakowych zapobiegających rozszerzaniu się stopu poza cylinder wytłaczarki, a jednocześnie umożliwiają przepływ gazów wzdłuż ślimaków systemu mechanicznego odgazowania, który jest zainstalowany w otworze odpowietrzającym od góry lub boku cylindra. Systemy odgazowania mechanicznego podobne są w swojej konstrukcji do podajników bocznych, lecz maja krótsze ślimaki. Do tego celu może być wykorzystany masz podajnik boczny o po zmianie cylindra i ślimaków na co pozwala jego modułowa konstrukcja.
• Odgazowanie stopu można zwiększyć jeszcze w następujący sposób:
  • Jeśli czas przebywania stopu w próżni jest czynnikiem ograniczającym (ograniczona dyfuzja), jedną z opcji jest zmniejszenie wydajności w celu wydłużenia średniego czasu przebywania.
  • Inne rozwiązanie wydłużające czas przebywania wymaga wydłużenia stref odgazowania kosztem pozostałych stref i dokonania zmiany konfiguracji ślimaków, aby je dostosować do tych zmian.
  • Zwiększenie poziomu podciśnienia poprzez zastosowanie innej pompy próżniowej.
  • Zmniejszenie stopnia wypełnienia stopem polimeru strefy odgazowania poprzez zwiększenie skoku transportowych segmentów ślimaków. Mniejsze wypełnienie kanału ślimaków tworzy cieńsze warstwy stopu i ułatwia dyfundowanie gazu.
  • Zmiana konfiguracji cylindra poprzez dodanie dodatkowych otworów wentylacyjnych. Może to wymagać wydłużenia cylindra w celu dodania dodatkowego otworu wentylacyjnego, jeśli w istniejącym nie ma wystarczającej ilości L/D. Cylindry laboratoryjnych wytłaczarek SiTEch3D standardowo maja długość L/D=40 i mogą mieć maksymalnie dziewięć otworów wentylacyjnych w górnej części cylindra i trzy w bocznej części cylindra. Natomiast cylindry wytłaczarek o długości L/D=48 i mogą mieć maksymalnie jedenaście otworów wentylacyjnych w górnej części cylindra i cztery w bocznej części cylindra. Położenie bocznych otworów można zmieniać bez konieczności demontażu całego cylindra.

Wytłaczarki badawcze LE-2CC 2x24mm lub LE-2CC 2x20mm  zapewniają naukowcom wysoką zdolność do odwzorowania i projektowania procesów przemysłowych w warunkach laboratorium badawczego. Ze względu na wysoką złożoność procesu wytłaczania, wytłaczarka badawcza powinna posiadać wszystkie możliwości wytłaczarek przemysłowych a nawet je przewyższać pod względem wyposażenia i funkcjonalności. Zmniejszenie skali maszyny w połączeniu z wszechstronnymi możliwościami dostosowania do prawie każdego zadania przetwarzania i łatwą obsługą systemu stanowią wyróżnik wytłaczarek laboratoryjnych jako doskonałego instrumentu przeznaczonego do badań.

Oferujemy wytłaczarki laboratoryjne dwuślimakowe o średnicach ślimaków: LE-2CC 2 x 12 mm oraz LE-2CC 2 x16 mm.
Wytłaczarki laboratoryjne dwuślimakowe przeznaczone do większych zadań [aplikacji] o średnicach ślimaków: LE-2CC 2 x 20 mm oraz LE-2CC 2 x 24 mm.

• Wytłaczarki mogą pracować jako współbieżne oraz po zmianie trybu pracy jako przeciwbieżne o zakresie L/D do 48 o konstrukcji modułowej i nie modułowej.
• Wytłaczarka pracująca jako przeciwbieżna wykazuje węższy rozkład czasu przebywania stopu w układzie uplastyczniającym oraz lepszą zdolność mieszania dyspersyjnego. Wytłaczarka przeciwbieżna wydaje się być preferowana w operacjach, w których stałe wypełniacze muszą być rozproszone w matrycy polimerowej.
• Wytłaczarka pracująca jako współbieżna wykazywała lepszą zdolność mieszania rozdzielczego. Wytłaczarka współbieżna najlepiej nadaje się do operacji mieszania w stanie stopionym.
• Kluczowym czynnikiem decydującym, o jakości i wiarygodności badań nad procesem wytłaczania jest kontrola i wiarygodny pomiar temperatury stopu w każdej ze stref wytłaczarki.
• Cylinder wytłaczarki jest dzielony wzdłuż osi podłużnej w celu uzyskania możliwości optycznej kontroli procesu uplastyczniania i mieszania stopu.
• Cylinder wytłaczarki jest wyposażony w porty dla dozowników bocznych oraz porty w górnej części cylindra do dozowania płynów lub gazów. Grzałki są rozmieszczone w taki sposób, aby ciepło było rozprowadzane równomiernie w każdej strefie grzewczo chłodzącej cylindra wytłaczarki.
• Czujniki mierzące temperaturę są rozmieszczone w taki sposób, aby zapewniać wiarygodny pomiar temperatury i ograniczać zakłócenia pomiaru pochodzące od grzałek pracujących w wyższej temperaturze niż układ uplastyczniający.
• Aby uniknąć niekontrolowanych wzrostów temperatury każda strefa cylindra jest wyposażona w wydajny i szybki układ chłodzenia, który współpracuje z układem grzania cylindra wytłaczarki tworzyw sztucznych.
• Precyzyjną kontrolę temperatury układu uplastyczniającego wytłaczarki zapewnia wielostrefowy regulator temperatury zaprojektowany przez naszą firmę.
• Układ sterowania temperaturą posiada możliwość kalibracji i kształtowania charakterystyki ogrzewania i chłodzenia układu uplastyczniającego przez badacza.
• Zaprojektowaliśmy cylindry z wymiennymi wkładkami stanowiącymi powierzchnię roboczą cylindra wytłaczarki. W praktyce oznacza to, że możemy poprzez wymianę wkładek cylindra w ciągu krótkiego czasu przystosować wytłaczarkę do pracy z innymi materiałami. Wymienne wkładki pozwalają na szybką i relatywnie tanią regeneracje układu uplastyczniającego. Wkładki w zasadzie mogą być wykonane z dowolnego materiału i w technologii, która się nadaje do tego celu. Komplet ślimaków jest łatwy do wymiany na inny. Można prowadzić badania nad praktycznie wszystkimi materiałami obejmującymi przemysł tworzyw sztucznych, medyczny, farmaceutyczny oraz materiałów ceramicznych.
• Wytłaczarki z przekładnią Vertex II zastępują dwie wytłaczarki, rozszerzając możliwości prowadzenia badań. Nasze wytłaczarki są wyposażone w przekładnie rozdzielającą moment obrotowy, które mogą pracować, jako współbieżne oraz przeciwbieżne, zmiana kierunku wirowania jest dokonywana automatyczne z pulpitu operatora.
• Wytłaczarki badawcze  mogą być wyposażone w precyzyjny tensometryczny pomiar siły działającej na ślimaki wzdłuż, mechanizm ten dodatkowo rozszerza możliwości prowadzenia badań.
• Wytłaczarki z przekładnią Vertex II zastępują dwie wytłaczarki, rozszerzając możliwości prowadzenia badań. Nasze wytłaczarki są wyposażone w przekładnie rozdzielającą moment obrotowy, które mogą pracować, jako współbieżne oraz przeciwbieżne, zmiana kierunku wirowania jest dokonywana automatyczne z pulpitu operatora.

Nasze wytłaczarki badawcze są wiarygodne i powtarzalne. Czas przygotowania do kolejnych badań jest krótki. W praktyce laboratorium badawczego spełnienie takiego założenia oznacza, że w krótkim czasie wytłaczarka musi osiągnąć i ustabilizować zadane przez naukowca parametry pracy. Zmiany zadanych parametrów musza być wiarygodne, powtarzalne i szybkie. Wszystkie dane pomiarowe muszą być wiarygodne.
Możesz uzyskać niezawodne powiększanie skali, skrócony czas wprowadzania produktu na rynek.

Nasze laboratoryjne wytłaczarki dwuślimakowe oferują elastyczne konfiguracje od małych partii do produkcji w skali pilotażowej lub produkcji małoseryjnej i doskonale nadają się do badań i rozwoju w sektorach polimerów, farmacji, biologii i nanotechnologii.  Nasze wytłaczarki laboratoryjne spełniają szeroki zakres wymagań procesowych nawet w przypadku najtrudniejszych preparatów.

Celem zastosowania opisanych rozwiązań zastosowanych w wytłaczarkach dwuślimakowych jest uzyskanie możliwości prowadzenia badań na dowolnych tworzywach termoplastycznych, polimerach oraz innych materiałach w dużym zakresie temperatur oraz momentów obrotowych ślimaków. Wydajny system grzania i chłodzenia układu uplastyczniającego w połączeniu z możliwościami szybkiego otwarcia i czyszczenia cylindra oraz ślimaków pozwala na dostosowanie wytłaczarki do konkretnego zadania w krótkim czasie. Wytłaczarka szybko reaguje na zmianę temperatur poprzez operatora. Bogate wyposażenie dodatkowe oraz możliwość zmiany konfiguracji dodatkowo rozszerzają możliwości prowadzenia badań.

Ważne cechy użytkowe wytłaczarek dwuślimakowych laboratoryjnych.

• Duży zakres możliwości prowadzenia badań laboratoryjnych.
• Praca współbieżna.
• Praca przeciwbieżna.
• Wysoki moment obrotowy ślimaków wytłaczarki.
• Wysoki zakres obrotów ślimaków wytłaczarki.
• Pomiar siły osiowej działającej na ślimaki
• Cylinder wytłaczarki dzielony wzdłuż osi poziomej.
• Wymienne wkładki cylindra stanowiące powierzchnię roboczą cylindra.
• Możliwość zmiany położenia podajników bocznych ( cecha unikalna, wymaga zestawu serwisowego).
• Wysokie dopuszczalne ciśnienie wewnątrz cylindra wytłaczarki.
• Dedykowane dozowniki boczne sterowane przez komputer PLC wytłaczarki.
• Wydajny i ekonomiczny strefowy system grzewczo – chłodzący cylindra wytłaczarki.
• Niskie zużycie energii w trakcie pracy wytłaczarki.
• Ergonomiczna obsługa, bogate wyposażenie dodatkowe.
• Gabaryty urządzenia dostosowane do warunków laboratorium.
• Zaawansowane oprogramowanie badawcze.
• Cyfrowy system sterowania PLC z dotykowym panelem HMI.
• Zdalne bezprzewodowe sterowanie z tabletu
• Zdalny serwis oraz aktualizacja oprogramowania wytłaczarki.
• Modułowa konstrukcja wytłaczarli laboratoryjnej.