search
LanguagesLanguages

Экструзия полимолочной кислоты PLA: конструкция шнека, сушка и контроль термического разложения


  • Экструзия полимолочной кислоты PLA: конструкция шнека, сушка и контроль термического разложения

    НОАК терпит неудачу сразу в двух направлениях. Слишком большое количество влаги приводит к разрыву расплава еще до того, как он достигнет фильеры; слишком много тепла обесцвечивает его и снижает вязкость. Винт находится между этими двумя пределами, и его геометрия определяет, сколько тепла от трения попадет в полимер. В этом руководстве указаны действительные значения влажности и температуры, как выбираются L/D и степень сжатия для нити, листа и трубки, а также как определить дефекты, возникающие из-за слишком сильного срезания винта.

  • pipll-pla-3d-printing-filament-spools-and-printed-figure

  • PLA-нить для 3D-печати. Нить является продуктом экструзии PLA с самыми жесткими допусками: диаметр и овальность определяются стабильностью расплава внутри шнека задолго до того, как они будут определены намоточной машиной.

  • 1. Что на самом деле представляет собой экструзия PLA

    Полимолочная кислота — это алифатический полиэфир, полученный из возобновляемого сырья. Он обрабатывается на обычном экструзионном оборудовании, поэтому кажется, что его легко переместить на существующую линию — и почему так много первых проектов PLA терпят неудачу. Причина в химии. НОАК принадлежит ксемейство полиэфиров, наряду с ПЭТ, а не с полиолефинами, а полиэстер ведет себя в бочке по-другому в одном решающем отношении: он гидролизуется.

    Экструзия PLA охватывает три семейства продуктов:нить для 3D-печати,лист и пленка, итруба и трубка. Все трое сидят на одном местеодиночный винтпоследовательность транспортировки, плавления, смешивания и дозирования.

    2. Два режима отказа, которые борются друг с другом

    Гидролиз— вода плюс тепло разрушают эфирную основу. Разрыв цепи снижает молекулярную массу и характеристическую вязкость.

    Термическая деградация- при температуре примерно выше 200 °C та же самая основная цепь реагирует посредством переэтерификации и цис-элиминирования, образуя лактид, ацетальдегид и другие летучие вещества.

  • pipll-pla-extrusion-screws-for-filament-sheet-and-tube

  • Комплект шнека и цилиндра для экструзии листов. Для PLA геометрия намеренно сохранена мягкой: меньшее сжатие, постепенный переход и распределительное, а не сильное сдвиговое смешивание.

  • 3. Сушка: число, которое решает все

    PLA гигроскопичен. Содержание влаги выше примерно 250 ppm (0,025 %) достаточно для того, чтобы гидролиз конкурировал с плавлением.

    Параметр сушкиТипичное значение PLAПочему это важно
    Целевая влажность< 250 частей на миллион (0,025 %)Выше этого при плавлении протекает гидролиз.
    Температура сушки80–100 °СПри температуре выше ~110 °C поверхность гранул предварительно кристаллизуется.
    Время высыхания3–4 ч (до 5 ч для высоких IV классов)Короткие циклы оставляют сердцевину влажной.
    Точка росы≤ −40 °СТеплый воздух повторно смачивает смолу.

    4. Конструкция винта: L/D, степень сжатия и бюджет сдвига.

    Элемент дизайнаТипичная практика НОАКПричина
    L/D, общего назначения24:1 – 30:1Процессы PLA на шурупах общего назначения
    L/D, лист и пленка30:1 – 33:1Более длинный шнек обеспечивает более постепенное плавление.
    Степень сжатия2:1 – 3:1С каждым шагом сжатия увеличивается тепло трения.
    Секция смешиванияТип барьера с Мэддоком или штифтовым элементомРаспределительное смешивание без резкого пика сдвига
  • pipll-pla-sheet-and-thermoformed-packaging-products

  • Лист и пленка PLA. Чистота и способность к термоформованию зависят от того, насколько быстро закаливается полотно: медленно охлаждайте PLA, и он кристаллизуется в мутный, хрупкий лист.

  • 5. Температурный профиль

    Полезная температура плавления PLA составляет примерно от 180 °C до 220 °C. Измеряйте расплав с помощью игольчатого зонда в головке, а не доверяйте термопаре в ленте нагревателя.

    6. Нить для 3D-печати PLA

    Нить – это ситуация, когда небольшая нестабильность процесса становится жалобой клиента. Диаметр 1,75±0,05 мм или 2,85±0,05 мм, овальность ≤ 0,03 мм.

    7. Лист PLA, пленка и трубка.

    Лист – это то место, где поведение кристаллизации PLA становится доминирующей технологической проблемой. Быстро охладите его, и вы зафиксируете полимер в аморфном состоянии, которое придает ему прозрачность и прочность.

  • pipll-bimetallic-alloy-layer-sections-for-screw-and-barrel

  • Слой биметаллического сплава, полученного центробежным литьем. Первая атака PLA на оборудование является термической, а не абразивной, поэтому это решение второго порядка — до тех пор, пока в состав не будут включены минеральные наполнители.

  • 8. Дефекты и что они обычно представляют собой

    СимптомОбычная основная причинаСначала проверьте
    Пожелтение, коричневые полосыТермическая деградация из-за сдвига или времени пребыванияСтепень сжатия, скорость шнека, температура расплава
    Хрупкий лист, плохая термоформовкаГидролиз — молекулярная масса уже потерянаТочка росы в сушильной машине, измеренная влажность
    Гели, нерасплавленные частицыХолодный расплав или слабое распределительное смешиваниеТемпературный профиль, секция смешивания
    Смещение диаметра нитиПомпаж — нестабильность подачи или дозирования.Консистенция подачи, износ шнека

    9. Конструкция шнека и ствола для нужд НОАК

    Основная атака PLA на оборудование является термической, а не абразивной, поэтому отправной точкой являются прочные азотированные винт и цилиндр. Если состав содержит минеральные наполнители или переработанные материалы,биметаллическая рабочая поверхностьначинает окупать себя.

    10. Что отправить, прежде чем попросить винт и цилиндр из PLA

    ·Марка PLA и паспорт, содержание D-изомера, характеристическая вязкость или MFI

    ·Тип осушителя, точка росы, время пребывания и измеренная влажность.

    ·Размеры продукта (диаметр нити, толщина листа, наружный диаметр трубки/стенка)

    ·Марка/модель машины, текущая L/D и степень сжатия, мощность привода

    ·Фотографии и размеры существующих витков и отверстий винтов.

    Заключение

    PLA не является полиолефином. Относитесь к сушке как к критически важному процессу, сохраняйте мягкое сжатие и измеряйте температуру плавления, а не доверяйте показаниям нагревательной ленты. PIPLL производит комплекты одиночных шнеков и цилиндров для нити, листов, пленки и трубок PLA диаметром 20–500 мм.

    Связанные страницы PIPLL

    ·Экструзия полимолочной кислоты PLA

    ·PLA нить для 3D-печати

    ·Одновинтовой ствол

    ·Биметаллический винтовой ствол

    ·Изготовленные на заказ шнеки и цилиндры экструдера

  • Технический и торговый контакт

    Эрик Донг | Соучредитель | ПИПЛЛ | Решения для шнеков и бочек для экструзии пластмасс

    Электронная почта: eric@pipll.com | WhatsApp: +86-15267878906 | Сайт: pipll.com.

Related Products

Contact us