FARREL POMINI 緊湊型連續式密練機PLA生物塑料解決方案介紹

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Farrel Corporation和NatureWorks LLC在處理礦物填充PLA化合物時使用Farrel連續混合技術(FCM™)與傳統雙螺桿製程(TSE)相比的優勢!!

聯合開發研究。本研究的重點關注領域是保持聚合物完整性的能力,同時向PLA中添加增加的礦物填料,用於聚丙交酯(PLA)和結晶聚丙交酯(cPLA)化合物。該研究的實驗在位於美國康涅狄格州Ansonia的Farrel實驗室和位於美國明尼蘇達州Minnetonka的NatureWorks實驗室進行。

FCM™採用非嚙合,反向旋轉雙轉子設計,可在聚合物混合物上產生可控的剪切水平,使其成為剪切和溫度敏感材料(如PLA)的理想技術。根據以往的經驗,人們相信這種技術對於加工PLA化合物同時使最終化合物中PLA組分的分子量降低最小化是理想的。添加滑石作為典型礦物填料的實例用作比較研究的基礎,因為進一步認為較高量的填料可與PLA混合而不顯著降解PLA成分。

以下是研究的設計,過程和結果以及總結結果

Farrel連續混合器(FCM™)與雙螺桿擠出(TSE)複合

Farrel連續攪拌機(FCM™)

FCM™是在20世紀60年代早期開發的,旨在為橡膠創造一種連續混合工藝,以增加Banbury®批量混合的替代品,從而提高生產率。雖然該技術最初在橡膠工業中取得了有限的成功,但它在熱塑性塑料工業中找到了它的幾個利基,包括高填充母料和剪切敏感材料。該技術非常適用於許多傳統的聚合物加工應用,例如:色母粒,礦物填充母料和最終化合物,阻燃劑,PVC和其他特種化合物。它還能夠加工各種應用,其中熔體溫度,機械剪切和礦物填充水平對成品不太敏感。

FCM™採用雙轉子設計,可以一步完成複合材料,而不是更積極的融化,添加,混合,傳送,重複技術與TSE技術相關的技術。添加大量填料的能力主要是由於混合器的自由體積大。融化了聚合物體系同時加入填料而不是預先熔融聚合物然後加入填料,也有助於填料的成功摻入。當您將這些結合在一起時,您就擁有了一項強大的技術,其工作熔點低於TSE技術。作為額外的成本效益,由於FCM™工藝的效率,與TSE相比存在較低的比能。

與TSE類似,FCM™是飢餓進給並以高轉子速度運行。典型的轉子速度範圍為300  -  600 rpm,但根據具體應用可提供更高的轉子速度。整個功能轉子長度為6 L / D,因此減少了停留時間,同時仍然在機器出口處提供高質量的混合物。通過化合物重複通過由轉子尖端和內殼壁形成的受控剪切區域以及化合物在兩個轉子之間的連續分裂和再結合來實現FCM TM中的混合。當材料從進料軸向移動到混合器的排出端時,該過程連續發生,該過程確保所有聚合物顆粒反复暴露於這些受控的剪切水平。除了轉子速度和流速之外,通過混合器“出口孔位置”和可以插入混合器中以控制混合室內的材料流動路徑的擋板件的數量,可以進一步控制該通道分配功能。應是有效利用機械耗散的能量,從而以降低的能量成本產生熱穩定的化合物,其在組成上是均勻的。

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(CP Series II

FCM™是一種低壓工藝,允許使用開盒式設計,以便於更換轉子和清潔。轉子兩端由軸承支撐,因此沒有金屬與金屬的接觸,通常與TSE和其他擠壓工藝相關,保持部件磨損並允許通過高剪切區域的均勻剪切速率。由於FCM TM是低壓,當擠出物成型需要壓力時,熱進料擠出機用作壓力構建裝置以供給造粒頭或其他下游成型要求。對於排氣,典型的擠出機長度為11:1,對於需要額外揮發分的排氣應用,典型的擠出機長度為19:1。由於擠出機通常用作真空泵,因此具有低比能(SEI)要求並且對熔體溫度的影響很小。這也允許兩個製程的分離,允許作為兩個單獨的過程優化混合和擠出。FCM™與單元化框架上的熱餵料擠出機相結合,稱為緊湊型處理器(CP Series II

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FCM™的優勢之一是溫度敏感或高填充化合物,並且能夠在多種應用中使用相同的轉子設計,從而加快轉換速度。當需要更換轉子時,根據具體應用需求打開機器並更換一個或兩個轉子是一個相對簡單的過程。由於有兩種轉子設計,因此只有四種轉子組合,從低到高的混合強度。轉子冷卻是固體轉子設計的另一個特徵,允許通常用於降低熔體溫度的額外工藝。TSE中使用的分段螺桿設計不提供此功能。
2021-11-17