Screw optimization of a co‐rotating twin‐screw extruder for a binary immiscible blend

Vainio, Tommi; Harlin, Ali; Seppälä, Jukka

doi:10.1002/pen.760350302

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“…A Figura 5 apresenta curvas de distribuição de tempo de residência, para uma rotação de 200 rpm e taxa de alimentação de 10 Kg/h, obtidas pela téc-nica aqui proposta comparadas às obtidas por espectroscopia de infravermelho, técnica experimental comum na literatura [19] . A primeira curva foi obtida segundo a metodologia proposta neste trabalho utilizando-se como traçador o concentrado vermelho.…”

Section: Resultsunclassified

“…Também têm sido utilizadas cargas minerais do tipo microesferas de vidro, quantificadas por análise termogravimétrica [15] , dióxido de titânio, microesferas de vidro e carbonato de cálcio determinado por atenuação ultra-sônica [16,17] e cargas metálicas do tipo flocos de alumínio utilizados em EVA e quantificados por dissolução e extração em clorofórmio [18] . Poucos traçadores com características de absorção na região do infravermelho têm sido usados sendo um deles o tiocianato de potassio KSCN que pode ser quantificado pela sua absorção a 2056 cm -1 [19] . Poucos trabalhos utilizam a absorção de luz na região do visível como detetores empregando negro de fumo como traçador em polipropileno [20] .…”

Section: Tipos De Traçadoresunclassified

“…Como traçador foi usado um concentrado de cor vermelho na forma de grãos (produto comercial da CROMEX ), composto basicamente por um pigmento vermelho sem cobertura (isto é, não possui TiO 2 ) disperso em uma matriz de EVA. Para comparação também usou-se tiocianato de potássio (KSCN) como traçador [19] retirando-se amostras a cada 5 seg.…”

Section: Materiaisunclassified

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Sistema portátil para medida on-line da distribuição de tempo de residência na extrusão

Santos¹,

Canevarolo²

1999

Polímeros

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Curva de Distribuição de Tempos de Residência -CDTR tem sido largamente usada para caracterização do tipo de fluxo em extrusoras, sendo que medidas "on-line" permitem diagnosticar de modo muito rápido problemas como desgaste entre a rosca e o barril da extrusora, estagnação do material e outros. A CDTR pode ser determinada fazendo-se uso da técnica de estímulo de pulso único, onde um traçador é introduzido no sistema em um dado instante e sua concentração é estimada na saída. Este artigo propõe um sistema portátil de medida "on-line" feito através da variação da luz transmitida medida com um detector constituído por uma fonte de radiação visível e uma célula fotoelétrica e um software de coleta e tratamento de dados. Usando-se este sistema em uma extrusora de dupla rosca co-rotacional interpenetrante, pode-se verificar que a CDTR é muito mais sensível à variações na taxa de alimentação do que da velocidade de rotação da rosca e que as frações mais lentas do traçador podem demorar quatro vezes mais que as mais rápidas para saírem. Aumento na velocidade de rotação da rosca e/ou redução na taxa de alimentação aumenta o fluxo axial alargando a CDTR. Palavras-chave: : :: : Tempo de residência, sistema de medida on-line, absorção de luz A função distribuição de tempos de residência -FDTRO conhecimento do tempo que o material polimérico permanece dentro do equipamento durante o seu processamento é de fundamental importância [1,2] , principalmente quando se considera a grande sensibilidade destes materiais orgânicos à degradação termo-mecânica e mais recentemente nos casos onde a extrusora é utilizada como um reator, ou seja, na extrusão reativa. Nestes dois casos o tempo de permanência do polímero na extrusora é definido pelo compromisso de ser suficientemente longo para que todas as reações desejadas se completem e o mais curto possível para se evitar excessiva degradação do polímero. Durante o fluxo a massa fundida é trabalhada pela rosca subdividindo-a e forçando-a a mudar de direção inúmeras vezes. Tal comportamento é a principal característica de uma extrusora, o que garante a plastificação e mistura dos componentes. Este grande movimento forçado entre as cadeias poliméricas acaba por induzir diferentes velocidades em diferentes pontos da massa fundida, o que provoca o atraso ou adiantamento de algumas cadeias poliméricas ou partículas com relação à maioria Denilson M. Santos,Universidade Federal do Maranhão,

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Section: Resultsunclassified

Section: Tipos De Traçadoresunclassified

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Sistema portátil para medida on-line da distribuição de tempo de residência na extrusão

Santos¹,

Canevarolo²

1999

Polímeros

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“…Since 1992, several different research groups have described investigations [76,[138][139][140][141][142][143][144][145][146][147]. It has been found that when one phase is predominant the disperse phase in a polymer blend system evolves from a pellet usually to a lacelike sheet and then filaments and ultimately to droplets [76,147].…”

Section: Morphology Development For Reactive Blendsmentioning

confidence: 99%

Manufacturing of Polymer Blends Using Polymeric and Low Molecular Weight Reactive Compatibilizers

Kim

White

2011

Encyclopedia of Polymer Blends

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During the past 50 years there has been a great increase in the development and production of blends of different polymers because many of them have performed well in new applications. The application areas of the various polymeric material blends systems are limitless and blending of the polymers has also been recognized as a faster and less expensive method of developing a new material than synthesizing a new polymer with a new chemical structure.Reactive blending has been a very attractive blending compatibilization strategy for immiscible polymer blend systems with a wisely selected chemistry since the 1970s. The properties and performance of polymer blends depend on the blend morphology. The morphology of a polymer blend is mainly determined by (i) polymer components, (ii) interfacial reaction, and (iii) mixing process. For a commercial polymer blend manufacturing process, possible maximum production rate, and process controls to minimize energy consumption during a manufacturing process are also required for lowering product cost (Figure 6.1). The major equip ment for manufacturing various kinds of polymer blends is a screw extruder. Understanding of a screw extrusion process design and operation is critical. An intermeshing co-rotating twin-screw extruder is the major continuous processing machine among various screw extruders and is the main subject of discussion in this chapter.Section 6.2 briefly describes reactive blending and compatibilization. We then discuss the mixing and morphology development during polymer melt blending process in Section 6.3. In Sections 6.4 and 6.5 we turn to intermeshing co-rotating twin-screw extrusion technology, including the modeling of a modular intermeshing co-rotating twin-screw extrusion process, and extrusion process design for reactive polymer blending. First Edition. Edited by Avraam I. Isayev.

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“…In an extruder, the effect of screw configuration on residence time and mixing efficiency was studied for an immiscible PA6/PP blend. RTD was used to indicate the total mixing efficiency, and its association with the dispersion of minor phase [9]. The mechanism of fiber fracture and methods to reduce it through process improvement and machine design in fiber reinforced composites were studied by Karthik Ramani et al It is found that the residence time, fill-up, and the intensity of mixing during extrusion compounding have a predominant effect on fiber fracture [10].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Relationship between fiber degradation and residence time distribution in the processing of long fiber reinforced thermoplastics

Zhuang¹,

Ren²,

Zong³

et al. 2008

Express Polym. Lett.

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Abstract. Long fiber reinforced thermoplastics (LFT) were processed by in-line compounding equipment with a modified single screw extruder. A pulse stimulus response technique using PET spheres as the tracer was adopted to obtain residence time distribution (RTD) of extrusion compounding. RTD curves were fitted by the model based on the supposition that extrusion compounding was the combination of plug flow and mixed flow. Characteristic parameters of RTD model including P the fraction of plug flow reactor (PFR) and d the fraction of dead volume of continuous stirred tank reactor (CSTR) were used to associate with fiber degradation presented by fiber length and dispersion. The effects of screw speed, mixing length and channel depth on RTD curves, and characteristic parameters of RTD models as well as their effects on the fiber degradation were investigated. The influence of shear force with different screw speeds and variable channel depth on fiber degradation was studied and the main impetus of fiber degradation was also presented. The optimal process for obtaining the balance of fiber length and dispersion was presented.

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Screw optimization of a co‐rotating twin‐screw extruder for a binary immiscible blend

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Sistema portátil para medida on-line da distribuição de tempo de residência na extrusão

Sistema portátil para medida on-line da distribuição de tempo de residência na extrusão

Manufacturing of Polymer Blends Using Polymeric and Low Molecular Weight Reactive Compatibilizers

Relationship between fiber degradation and residence time distribution in the processing of long fiber reinforced thermoplastics

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