Prezentujemy tekst, którego autorami są Joachim Stasiek z Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników oraz Bogdan Zabrzewski, szef firmy Battenfeld Polska. Materiał dotyczy wpływu cech konstrukcyjnych ślimaka i warunków wtryskiwania na charakterystykę przebiegu procesu.
Zwiększenie wydajności uplastycznienia można uzyskać stosując ślimaki barierowe. Badania wykonano w firmie Demag Ergotech we współpracy Instytutem JKV z Akwizgranu. Do badania użyto wtryskarki Demag o średnicy ślimaków 60 mm. Inne parametry użytego sprzętu to: ślimaki L=20D bez elementów ścinających i mieszających; ślimaki z elementami ścinającymi i mieszającymi L= 25D. Badania wykonano dla czterech rozwiązań konstrukcyjnych ślimaków: jednego klasycznego trójstrefowego i trzech ślimaków barierowych różniących się skokiem zwoju podstawowego i barierowego, jak i głębokością kanałów i długością stref.
Wtryskiwano wiadro o masie ok. 310 g stosując polietylen i polipropylen. Badano takie czynniki zmienne, jak szybkość obrotowa ślimaka, ciśnienie uplastyczniania (spiętrzenia) oraz czas przebywania tworzywa. Temperatury cylindra i dyszy wynosiły od 215 – 230 st. C dla ślimaka klasycznego lub od 230 - 250 st. C dla ślimaków barierowych. Czynnikami wynikowymi były: wydajność, moment napędu ślimaka i efektywność ujednoradniania.
Ważnym parametrem byłą wydajność uplastycznienia. Jej wzrost umożliwia bowiem zmniejszenie cyklu wtryskiwania. Wraz ze wzrostem drogi dozowania dla ślimaków barierowych zaobserwować można spadek wydajności, natomiast dla ślimaka klasycznego wydajność nie ulega zmianie. Wydajność uplastycznienia dla ślimaków barierowych jest wyższa niż klasycznych, średnio dla polipropylenu o 25 proc., a dla polietylenu o 60 proc.
Wykazano, że największy wpływ na jakość uplastyczniania ma czas przebywania tworzywa w układzie uplastyczniającym. Z kolei wzrost czasu przebywania powoduje wzrost jakości uplastyczniania. Jakość uplastycznienia tworzywa zależy zarówno od konstrukcji ślimaka, jak i ciśnienia spiętrzenia oraz szybkości obrotowej ślimaka.
Wykonano badania porównawcze jakości uplastyczniania podczas wtryskiwania wiader z polipropylenu i polietylenu wysokiej gęstości przy użyciu ślimaków klasycznych i barierowych o długości L=20D. Ślimak barierowy zapewnił istotnie wyższą jakość uplastyczniania niż ślimak klasyczny. Dla ślimaka klasycznego widoczne w dnie były nieuplastycznione granulki.
Joachim Stasiek, Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników
Bogdan Zabrzewski, Battenfeld Polska.
