یافتن جایگزین مناسب

شرکت‌هایی که فن‌آوری‌های کامپاندینگ جایگزین را ارائه می‌کنند، به گسترش دامنه ماشین‌های خود ادامه می‌دهند. کریس ساندرز در مورد تحولات جدید گزارش می دهد:

با توجه به نگرانی های تجاری و زیست محیطی، و همچنین نیاز روزافزون به کار با مواد پیشرفته که در آن تجهیزات دیگر ممکن است مناسب تر از اکسترودر دو پیچ سنتی باشند، در سال های اخیر تقاضا برای فناوری کامپاند پلاستیک جایگزین افزایش یافته است. برخی از حامیان استدلال می‌کنند که چنین تجهیزاتی اکنون در خط مقدم نوآوری در صنعت پلیمر قرار دارد و چالش‌های مهمی را که نه تنها به کارایی و عملکرد مواد، بلکه به مسائل گسترده‌تری مانند پایداری و انطباق با مقررات مربوط می‌شود، رسیدگی می‌کند.

پل اردمنگر از بایر با ایجاد انقلابی در اکستروژن پلاستیک در دهه 1950، طراحی اولیه پیچ دوقلوی سه لوبی را توسعه داد و راه را برای فناوری ترکیبی مدرن هموار کرد. در دهه‌های بعد هندسه طراحی که به دلیل انعطاف‌پذیری و کارایی آن نسبت به اکسترودرهای تک پیچ رایج در آن زمان مزیت داشت. طبق گفته Niche Polymer، آخرین نسل اکسترودر دو مارپیچ 45 میلی متری می تواند به همان توان اکسترودر دو پیچ 160 میلی متری از دهه 1970 دست یابد. پیچ دوقلو یک اسب کار است اما مانند هر چیز دیگری محدودیت‌های خود را دارد و پیشرفت تکنولوژی به این معناست که کامپاندرها دیگر به آن‌ها محدود نمی‌شوند.

این شرکت می‌گوید: «پیشرفت‌ها در طراحی ماشین، درک علمی و ابزارهای شبیه‌سازی، کارایی و انعطاف‌پذیری فرآیند کامپاند را افزایش داده‌اند. با این حال، هنر و تخصص مهندسان فرآیند همچنان نقش مهمی در دستیابی به نتایج بهینه دارد.

این شرکت مستقر در ویرجینیای غربی، ایالات متحده، ترکیب سفارشی را به عنوان یکی از خدمات اصلی خود ارائه می‌کند و در مهندسی کامپاندها برای برآورده کردن الزامات و معیارهای عملکرد خاص، اغلب با استفاده از سخت‌افزار غیر متعارف، متخصص است. برای Niche Polymer، پیکربندی پیچ نقش مهمی در تصمیم گیری آن دارد.

این شرکت گفت: “برنامه پیکربندی پیچ سفارشی ما تطبیق پذیری مقرون به صرفه را فراهم می کند.” تجسم کامپیوتری رابطه عناصر پیچ را با بشکه اکسترودر نشان می‌دهد و به مهندسان اجازه می‌دهد تا عناصر پیچ را به صورت استراتژیک برای به حداکثر رساندن کنترل بر فرآیند قرار دهند. این برنامه به کارکنان فنی Niche اجازه می دهد تا به سرعت و با دقت پیچی را مشخص کنند که نیازهای اختلاط منحصر به فرد پروژه های خاص را با بالاترین نرخ توان ممکن برآورده می کند.

این رویکرد همه‌کاره به‌عنوان اصلاح‌کننده روش‌هایی جهت برآروده کردن خواسته‌های مشتریانشان اتخاذ شده است. در نمایشگاه NPE 2024 در فلوریدا در ماه مه، فرل پومینی (Farrel Pomini)، راه حل جدیدی را برای کاربردهای بازیافت مکانیکی و شیمیایی به نمایش گذاشت که تطبیق پذیری و انعطاف پذیری میکسر پیوسته فَرل (FCM) خود را به نمایش گذاشت. او می‌گوید که دمای پایین فرآیند، زمان ماند کوتاه و برش روتور کارآمد FCM آن را به سیستمی ایده‌آل برای پردازش برنامه‌های حساس به دما یا تاریخچه حرارت قبلی تبدیل کرده است و با موفقیت برای پردازش پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی هیدروکسی آلکانوات‌ها ( PHA) و پلی بوتیلن سوکسینات (PBS) و همچنین پی وی سی بازیافت شده و ضایعات فیلم مورد استفاده قرار گرفته است. دکتر پنگ یه (Dr Peng Ye) به نمایندگی از شرکت در NPE، همچنین نتایج امیدوارکننده‌ای را از آزمایش‌ها برای توسعه ترکیبات کمپوست‌پذیر زیستی با مخلوط کردن خمیر چوب و بایورزین‌های ارزان قیمت با استفاده از FCM با یک اکسترودر خوراک داغ که روی یک قاب هم مرکز شده نصب شده است، ارائه کرد. FCM دارای یک پورت واحد برای مواد خوراک، یک محفظه باز کردن پوسته صدف لولایی، یک آستر فولادی ابزار قابل تعویض، چندین ناحیه کنترل دما، ساختار روتور سه تکه، دهانه تخلیه قابل تنظیم، بدون یاتاقان‌های رانش، تهویه اتمسفر، و خنک‌کننده روتور است. سطح سازگاری ارائه شده به این معنی است که کامپاند حاصل دارای سطح الیاف سلولز تا 60٪ است و کیفیت پراکندگی بالا و دمای پردازش پایین را نشان می دهد. در یک آزمایش، چاقوهای یکبار مصرف تزریقی با ترکیبی از 40 درصد الیاف تولید شد. در دیگری، محصولات ترموفرم شده و ورق های اکسترود شده در مقیاس صنعتی با نسخه ای از ترکیب حاوی 0.5٪ تا 10٪ الیاف تولید شدند.

دکتر پنگ توضیح داد که چگونه دمای انحراف حرارتی ماده (HDT) به طور قابل توجهی با افزودن الیاف سلولز بهبود یافت و در حالی که رطوبت اولیه الیاف 3٪ تا 4٪ بود، فرآیند ترکیب این سطح را به 0.1٪ در کامپاند نهایی کاهش داد. او گفت: «این کامپاند از طریق یک فرآیند مستمر اقتصادی مقرون به صرفه تولید می‌شود. افزودن الیاف سلولز به رزین زیست تخریب‌پذیر می‌تواند هزینه را کاهش دهد، کمپوست‌پذیری را افزایش دهد، خواص مکانیکی را بهبود بخشد، مقاومت حرارتی را افزایش دهد و ردپای کربن را کاهش دهد.

این مقاله ادامه دارد….

منبع: Compounding World October 2024