Elastomer nhiệt dẻo (TPE/TPR) được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận ô tô, thiết bị y tế và thiết bị điện tử tiêu dùng do sự kết hợp giữa tính đàn hồi như cao su và khả năng gia công nhựa. Tuy nhiên, TPE rất nhạy cảm với ứng suất cắt. Trong quá trình gia công bằng máy đùn trục vít đôi, ứng suất cắt quá mức có thể dẫn đến đứt gãy chuỗi polymer, giảm độ nhớt nóng chảy và sai lệch độ cứng. Chìa khóa để giải quyết vấn đề này nằm ở cấu hình trục vít "cắt thấp, phân tán cao" nhằm tối đa hóa việc giữ lại các đặc tính cơ học ban đầu của vật liệu.1. Cơ chế gây hại của ứng suất cắt quá mức đối với vật liệu đàn hồiTrong quá trình pha trộn TPE/TPR, việc cắt quá mức gây ra một số hậu quả tiêu cực:
"Điểm nóng" cục bộ do ứng suất cắt mạnh gây ra làm kích hoạt sự suy thoái nhiệt, dẫn đến giảm độ bền kéo và tăng độ biến dạng nén.
Khuyết tật bề mặt: Chất độn bị nghiền quá mức hoặc polymer bị suy thoái có thể tạo ra các vón cục trên bề mặt viên hoặc gây cảm giác "dính" trong sản phẩm cuối cùng.
Độ cứng không nhất quán: Nhiệt cắt không kiểm soát làm gián đoạn cấu trúc vi pha của nhựa nền như SEBS/SBS, dẫn đến dao động độ cứng giữa các lô.
2. Hướng dẫn lựa chọn trục vít cắt thấp: Cân bằng giữa trộn và bảo vệĐể đạt được sự trộn đồng nhất đồng thời bảo vệ chuỗi phân tử, cấu hình trục vít và ống đùn phải tuân thủ các tiêu chuẩn sau:
Chức năng: Sử dụng các phần tử có bước ren lớn trong vùng nóng chảy và vận chuyển làm giảm mức độ lấp đầy trục vít, do đó làm giảm tốc độ cắt trung bình trên vật liệu.Thông số kỹ thuật:
2.2 Triển khai các phần tử trộn phân tánLời khuyên lựa chọn:
Giảm việc sử dụng các khối nhào trung tính 90 độ. Thay vào đó, sử dụng các khối nhào hẹp với góc dịch chuyển tiến 30 độ hoặc 45 độ.Các phần tử chuyên dụng: Kết hợp các phần tử trộn trục vít (SME) hoặc các phần tử trộn tuabin (TME). Các bộ phận này chia và tái kết hợp vật liệu nóng chảy nhiều lần mà không tạo ra nhiệt ma sát mạnh. (Tham khảo: So sánh hiệu quả trộn phân tán - Ref: #QC-2024-EXP-08)2.3 Tầm quan trọng của độ chính xác khe hở
Khe hở một bên giữa trục vít và ống đùn phải được duy trì ở mức 0,05 mm - 0,10 mm.Logic: Khe hở hơi rộng hơn so với nhựa cứng cung cấp đường chảy rộng hơn cho vật liệu đàn hồi, ngăn ngừa các lực cắt cực đoan trong không gian siêu hẹp.3. Lựa chọn vật liệu và xử lý bề mặt
Đánh bóng gương: Độ nhám bề mặt của trục vít phải đạt Ra < 0,4 um. Độ mịn vượt trội làm giảm sức cản ma sát giữa vật liệu và bề mặt kim loại, làm giảm thêm nhiệt tự sinh.Chống mài mòn:
4. Kết luận: Đạt được sản xuất vật liệu đàn hồi hiệu suất caoTrong quá trình đùn TPE/TPR, việc gia công mạnh mẽ thường phản tác dụng. Bằng cách chọn các phần tử có bước ren lớn, tối ưu hóa các kết hợp trộn phân tán và đảm bảo ổn định nhiệt độ trong khoảng +/- 1°C, nhà sản xuất có thể bảo toàn hoàn hảo khung đàn hồi của vật liệu. Đối với các nhà máy hướng tới cảm giác cao cấp và tính nhất quán, các bộ phận cắt thấp có độ chính xác cao tương thích với tiêu chuẩn Coperion hoặc Leistritz là điều cần thiết để đạt được sự vượt trội về kỹ thuật.
