Når først en polymer er blevet smeltet, blandet og sat under tryk i en ekstruder, pumpes den gennem en ekstruderingsmatrice til kontinuerlig formning (efter afkøling og størkning) til et slutprodukt.De mest almindelige matricetyper er flade, ringformede og proŽle.Produkter fremstillet ved ekstrudering omfatter rør, rør, belægning af tråd, plastikflasker, plastfilm og -plader, plastikposer, belægning til papir og folie, Ž bres, Ž klagesange, garn, tape og en bred vifte af profiler.
Polymerekstrudering gennem matricer har visse ligheder med varmekstrudering af metaller. Der er dog også betydelige forskelle.Ved metalekstrudering skubbes materialet fremad af en ram, mens materialet ved polymerekstrudering tilføres kontinuerligt af en roterende skrue.Ved varmmetalekstrudering spænder temperaturerne fra 340°C for magnesium til 1325°C for stål, og de tilsvarende tryk varierer fra 35 til over 700 MPa.1 5 Ved polymerekstrudering overstiger temperaturerne sjældent 350°C, og trykket er normalt ikke gå meget over 50 MPa ved skruespidsen.Fastfaseekstrudering af polymerer er blevet udviklet til fremstilling af visse højstyrkeprodukter. Ved lave temperaturer forbliver den molekylære orientering, som materialet presses gennem formningsmatricen, i ekstrudatet.Polymerekstrudering i fast tilstand har visse ligheder med koldekstrudering af metaller.
Blæsefilmekstrudering er den vigtigste proces til fremstilling af tynde plastfilm fra polyethylener. Den smeltede polymer ekstruderes gennem en ringformet matrice (normalt af spiraldornkonstruktion) for at danne et tyndvægget rør, som samtidigt trækkes aksialt og radialt udvides.I de fleste tilfælde dannes den blæste filmboble lodret opad.Den maksimale boblediameter er normalt 1,2 - 4 gange større end matricediameteren.Hotmelten afkøles af ringformede strømme af højhastighedsluft fra eksterne luftringe og lejlighedsvis også fra interne luftfordelere.Den solidiŽed Žfilm passerer gennem en ramme, der klemmer toppen af boblen og optages af ruller.Coekstruderede Žfilm med 3 – 8 lag (nogle gange op til 11) fremstilles også ved denne proces, til brug i fødevareemballage.
Støbt Žfilm og pladeekstrudering involverer ekstrudering af en polymer gennem en dyse med bred åbning (op til 10 m) på en eller flere afkølede stålvalser, som bratkøler og størkner det smeltede materiale.Film er generelt defineret som et produkt, der er tyndere end 0,25 mm, mens ark er tykkere end dette. Den støbte Žfilm-proces bruges til meget snævre tolerancer af tyndŽ film eller til harpikser med lav viskositet.De fleste flade matricer er af T-spalte- eller coathanger-design, som indeholder en manifold til at sprede den flydende polymer hen over matricens bredde, efterfulgt nedstrøms af skiftevis smalle og åbne spalter for at skabe den ønskede flowfordeling og trykfald.De fleste støbte filmlinjer, der fremstilles i dag, er coekstruderingslinjer, der kombinerer lag fra så mange som syv ekstrudere ind i produktet gennem multimanifold matricer eller enkelt manifold matricer ved hjælp af fødeblokke.
Ved Žfilm-ekstrudering er forskydningshastighederne ved matricelæberne sædvanligvis ~103 s21.Når vægforskydningsspændingen overstiger en vis værdi (normalt 0,14 MPa i forskningsartikler, højere i industrien ved hjælp af additiver), mister ekstrudatoverfladen sin glans på grund af fænomenet med hajskindssmeltebrud. Hajskind kan beskrives som en sekvens af kamme synligt for det blotte øje, vinkelret på strømningsretningen.
Rør- og rørekstrudering involverer pumpning af en smeltet polymer gennem en ringformet dyse, hvorefter det ekstruderede produkt, mens det trækkes, passerer gennem en vakuummåler, hvor det opnår sine endelige dimensioner.Dette efterfølges af spray- eller nedsænkningskøling og skæring i faste længder.Rør med diameter op til 2 m eller større fremstilles ved denne proces, og rør med diametre fra 10 mm ned til under 1 mm.De ringformede matricer er normalt af edderkop- eller spiraldorndesign.
I tråd- og kabelbelægningsprocesser trækkes individuelle tråde eller trådsamlinger med meget høj hastighed gennem en krydshovedmatrice, vinkelret på ekstruderens akse.Ved højtryksekstrudering møder polymersmelten tråden eller kablet før matriceudgangen, for eksempel isolering af individuelle tråde.Ved lavtryksekstrudering møder smelten kablet efter matriceudgangen, for eksempel kappe af samlinger af isolerede kabler.Meget høje forskydningshastigheder stødes ofte på i denne proces (op til 106 s2 1 ), og der anvendes harpikser med lav viskositet.
Profilekstrudering er en fremstillingsproces, der bruges til produkter med konstant tværsnit.Disse kan variere fra simple former til meget komplekse profiler med flere kamre og Žfingre.Eksempler spænder fra billedrammelister, til bilbeklædning, til kantlister til bordplader, til vindueslinjer.De ekstruderede materialer er klassificeret (groft) som stive eller fieksible.Den typiske proŽle-ekstruderingslinje består af en ekstruder, der pumper en polymer gennem en proŽle-dyse, efterfulgt af en dimensioneringstank eller kalibrator, yderligere køletrug, en aftrækker og en afskæringsanordning.Designet af profilmatricer kræver stor erfaring og tålmodighed. Outputbegrænsninger ved profilekstrudering støder på enten hajskind (til tynde produkter fremstillet af højviskose polymerer) eller evnen til at afkøle tykvæggede produkter.Ekstrudering af polymerrør og profiler ligner varmekstrudering af metaller til fremstilling af kontinuerlige hule former af stanglignende genstande.Den matematiske modellering af disse processer for metaller er dog hovedsageligt baseret på elastiske – plastiske strømningshypoteser.
Ved smeltespinding strømmer den smeltede polymer gennem adskillige kapillærer i en spindedyse (op til 1000).Polymeren leveres under tryk af en tandhjulspumpe for nøjagtig måling, efter at den er passeret gennem et Ž lter, der følger ekstruderen.Ved udgang fra kapillærerne dæmpes Ž-klammerne til den ønskede diameter. Til fremstilling af meget tynde Žfibre anvendes smelteblæsningsprocessen.I denne proces dæmpes Ž bres af trækkraften, der udøves af en højhastighedsluftstråle.
Indlægstid: 19-apr-2017