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Extrudeuses à double vis – Le cœur du compoundage ignifuge

Extrudeuses à double vis – Le cœur du compoundage ignifuge

2025-07-05

Ⅰ. Principes de fonctionnement : Science de la dispersion de précision

Structure de base:

  • Co-rotation à engrenage (90 % de part de marché) : Les vis entièrement symétriques créent des « chambres en C » fermées pour la décomposition des particules à fort cisaillement (par exemple, ATH aggloméré)

  • Contre-rotation: Utilisé pour le PVC sensible à la chaleur avec un cisaillement plus faible mais une dispersion plus faible

Étapes de dispersion:

  1. Zone de transport (L/D=1-5) : Mélange initial des retardateurs solides (par exemple, DBDPE) avec des polymères (PP/PA)

  2. Zone de fusion (L/D=6-15) : La température s'élève à 180-240 °C, les blocs de malaxage génèrent un taux de cisaillement de 10⁴ s⁻¹ pour briser les agrégats

  3. Zone d'homogénéisation (L/D=16-40) : L'évent à vide élimine les sous-produits de dégradation (par exemple, la vapeur de Sb₂O₃ provenant du trioxyde d'antimoine)

Ⅱ. Paramètres critiques impactant les performances

Paramètre Plage optimale Mécanisme Étude de cas
Rapport L/D 40:1~60:1 Temps de séjour plus long Coperion ZSK Mc18 : 60:1
Vitesse de la vis 300-800 tr/min Vitesse plus élevée = cisaillement plus élevé PA6 renforcé GF : > 500 tr/min
Énergie spécifique (SME) 0,2-0,4 kWh/kg L'apport d'énergie régit la dispersion Inférieur à 0,15 kWh/kg : perte d'efficacité de 30 %
Zones de température Multi-zone ±1 °C Empêche la dégradation thermique Phosphore rouge : <160 °C

Ⅲ. Conception avancée des vis pour les retardateurs de flamme

  • Optimisation des blocs de malaxage:

    • Décalé à 30° : Mélange doux (pour l'APP intumescent)

    • Angle droit à 90° : Rupture à fort cisaillement (pour les agglomérats de nano-Mg(OH)₂)

  • Éléments inversés:
    Crée des zones d'étanchéité de fusion pour prolonger le temps de séjour des systèmes chargés (par exemple, 70 % d'ATH)

Ⅳ. Innovations de pointe

  1. Dispersion assistée par ultrasons (KraussMaffei) :
    Les ultrasons à 40 kHz au niveau de la zone de la chemise 7 réduisent la taille des particules de nano-retardateur (par exemple, MOF) en dessous de 100 nm

  2. Configuration de vis basée sur l'IA (Siemens PAAT) :
    Génère automatiquement des profils de vis en fonction du type de retardateur (halogène/phosphore/inorganique), changement plus rapide de 90 %

Données de l'industrie: Les extrudeuses à vis jumelées optimisées permettent :

  • 15 % de chargement de retardateur en moins (à UL94 V-0)

  • 50 % de densité de fumée en moins (ASTM E662)

  • La perte de propriétés mécaniques est passée de 30 % à <8 %

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Extrudeuses à double vis – Le cœur du compoundage ignifuge

Extrudeuses à double vis – Le cœur du compoundage ignifuge

2025-07-05

Ⅰ. Principes de fonctionnement : Science de la dispersion de précision

Structure de base:

  • Co-rotation à engrenage (90 % de part de marché) : Les vis entièrement symétriques créent des « chambres en C » fermées pour la décomposition des particules à fort cisaillement (par exemple, ATH aggloméré)

  • Contre-rotation: Utilisé pour le PVC sensible à la chaleur avec un cisaillement plus faible mais une dispersion plus faible

Étapes de dispersion:

  1. Zone de transport (L/D=1-5) : Mélange initial des retardateurs solides (par exemple, DBDPE) avec des polymères (PP/PA)

  2. Zone de fusion (L/D=6-15) : La température s'élève à 180-240 °C, les blocs de malaxage génèrent un taux de cisaillement de 10⁴ s⁻¹ pour briser les agrégats

  3. Zone d'homogénéisation (L/D=16-40) : L'évent à vide élimine les sous-produits de dégradation (par exemple, la vapeur de Sb₂O₃ provenant du trioxyde d'antimoine)

Ⅱ. Paramètres critiques impactant les performances

Paramètre Plage optimale Mécanisme Étude de cas
Rapport L/D 40:1~60:1 Temps de séjour plus long Coperion ZSK Mc18 : 60:1
Vitesse de la vis 300-800 tr/min Vitesse plus élevée = cisaillement plus élevé PA6 renforcé GF : > 500 tr/min
Énergie spécifique (SME) 0,2-0,4 kWh/kg L'apport d'énergie régit la dispersion Inférieur à 0,15 kWh/kg : perte d'efficacité de 30 %
Zones de température Multi-zone ±1 °C Empêche la dégradation thermique Phosphore rouge : <160 °C

Ⅲ. Conception avancée des vis pour les retardateurs de flamme

  • Optimisation des blocs de malaxage:

    • Décalé à 30° : Mélange doux (pour l'APP intumescent)

    • Angle droit à 90° : Rupture à fort cisaillement (pour les agglomérats de nano-Mg(OH)₂)

  • Éléments inversés:
    Crée des zones d'étanchéité de fusion pour prolonger le temps de séjour des systèmes chargés (par exemple, 70 % d'ATH)

Ⅳ. Innovations de pointe

  1. Dispersion assistée par ultrasons (KraussMaffei) :
    Les ultrasons à 40 kHz au niveau de la zone de la chemise 7 réduisent la taille des particules de nano-retardateur (par exemple, MOF) en dessous de 100 nm

  2. Configuration de vis basée sur l'IA (Siemens PAAT) :
    Génère automatiquement des profils de vis en fonction du type de retardateur (halogène/phosphore/inorganique), changement plus rapide de 90 %

Données de l'industrie: Les extrudeuses à vis jumelées optimisées permettent :

  • 15 % de chargement de retardateur en moins (à UL94 V-0)

  • 50 % de densité de fumée en moins (ASTM E662)

  • La perte de propriétés mécaniques est passée de 30 % à <8 %