Principio de trabajo de mezcladores en la industria de plásticos

La función central de los equipos de mezcla de plástico es lograr la mezcla física y la plastificación preliminar de los materiales a través de fuerzas mecánicas (cizallamiento, extrusión, agitación) y efectos térmicos (calor friccional o calentamiento externo). El proceso se puede dividir específicamente en tres etapas:

Mezcla dispersiva

Los componentes de mezcla giratoria de alta velocidad (como cuchillas y rotores) generan fuertes fuerzas de corte en materiales, rompiendo partículas aglomeradas de aditivos o rellenos (por ejemplo, maestros de color aglomerados y paquetes de fibra de vidrio). Esto permite que las partículas pequeñas se dispersen de manera uniforme en la matriz de resina, reduciendo las variaciones de concentración local.

Ejemplo: dispersar al 1% de masterbatch negro en resina de polietileno previene las manchas de color en el producto terminado.

Mezcla convectiva

La rotación de los componentes de mezcla impulsa el flujo general de materiales (p. Ej., Rolling hacia arriba y hacia abajo y la difusión radial), lo que permite que los materiales en diferentes regiones se desplazen y se mezclen entre sí, logrando así la uniformidad macroscópica de los componentes.

Ejemplo: al mezclar plastificantes con resina de cloruro de polivinilo (PVC), la convección asegura que el plastificante penetre uniformemente en las partículas de resina.

Mezcla asistida por térmico

Calor de fricción: el calor generado por la fricción entre los materiales, la mezcla de componentes, y la pared del contenedor suaviza las partículas de resina, mejora la unión intermolecular y facilita la mezcla.

Calentamiento externo: algunos equipos usan chaquetas o bielas para controlar la temperatura del material (por ejemplo, la mezcla de PVC requiere evitar la descomposición inducida por sobrecalentamiento y exige un control de temperatura preciso), acelerando la disolución de aditivos o la fusión de las resinas.

II. Clasificación de mezcladores en la industria de los plásticos

Basado en la estructura, el modo de operación y la intensidad de mezcla, los equipos de mezcla utilizados comúnmente en la industria de los plásticos caen en las siguientes categorías:

Mezcladora de alta velocidad

Características estructurales: un recipiente cilíndrico vertical con una paleta de agitación giratoria de alta velocidad (predominantemente de tipo Z o de tipo mariposa) en la parte inferior, una placa de cubierta en la parte superior (capaz de ser aspirada o llena de nitrógeno), y algunos modelos de calentamiento de la chaqueta/funciones de enfriamiento.

Principio de trabajo: la paleta de agitación (típicamente girando a 500-2000 rpm) gira a alta velocidad, conduciendo materiales para elevarse a lo largo de la pared del contenedor antes de caer desde el centro, creando una fuerte convección y cizallamiento. Simultáneamente, el calor de fricción se genera para calentar los materiales (por ejemplo, PVC se puede calentar de temperatura ambiente a 100-120 ℃ durante la mezcla).

Escenarios de aplicación: adecuados para la mezcla preliminar de polvos y gránulos (como la preparación de color Masterbatch de color y la premezcla antes de la modificación de plástico), con alta eficiencia de mezcla (tamaño por lotes 50-500 kg, tiempo de mezcla de 5-15 minutos).

Mezclador de baja velocidad

Características estructurales: un recipiente horizontal o vertical con una paleta de agitación giratoria de baja velocidad (generalmente 30-100 rpm). Las cuchillas son en su mayoría de tipo ancla, tipo de cinta o paleta de tipo, enfatizando la agitación general de los materiales en lugar de la cizallamiento intenso.

Principio de trabajo: las cuchillas empujan los materiales lentamente, minimizando la rotura de las partículas y el calor por fricción. Esto lo hace adecuado para materiales sensibles a la temperatura o aquellos que requieren protección contra el corte excesivo (por ejemplo, plásticos reforzados con fibras de vidrio agregadas para evitar la rotura de la fibra).

Escenarios de aplicación: utilizados principalmente para la mezcla de enfriamiento después de una mezcla de alta velocidad (por ejemplo, el PVC necesita un revuelo de baja velocidad para enfriar por debajo de 60 ℃ después de una mezcla de alta velocidad para evitar la volatilización aditiva) o para mezclar materiales a granel con requisitos de baja uniformidad.

Amada

Características estructurales: un contenedor horizontal que alberga un par de rotores de tipo Z o tipo Z giratorio opuesto (con diferentes velocidades para crear un diferencial de corte). El recipiente se puede inclinar para descargar y está equipado con una chaqueta de calefacción/enfriamiento.

Principio de trabajo: los rotores procesan materiales de alta viscosidad (como caucho, pasta de PVC y compuestos de relleno alto) a través de la extrusión, el cizallamiento y la amasado, asegurando el contacto total de los materiales en un espacio cerrado para lograr la integración de 'derretimiento - mezcla - plastificación '.

Escenarios de aplicación: adecuados para mezclar materiales de alta viscosidad y alto relleno (por ejemplo, mezcla de goma para tiras meteorológicas automotrices y mezcla de materiales de aislamiento para productos de cables).

Mezclador continuo

Características estructurales: adoptar principalmente una estructura de doble tornillo o un solo tornillo. Los materiales se alimentan continuamente desde un extremo, mezclados con elementos de tornillo (bloques de amasado, segmentos de rosca) y se descargan continuamente del otro extremo. Se puede integrar con los dispositivos de calefacción y escape.

Principio de trabajo: a través de la acción de transmisión y corte del tornillo y el efecto de dispersión de la mezcla de elementos, se logra la producción continua, con la mezcla y la plastificación que ocurre simultáneamente (similar a la función de mezcla de un extrusor pero con un mayor enfoque en la eficiencia de mezcla).

Escenarios de aplicación: producción industrial a gran escala (como la mezcla continua y la modificación de materias primas para tuberías y películas de plástico), adecuados para materiales con grandes lotes y formulaciones estables.

Mezclador planetario

Características estructurales: un contenedor vertical. La paleta de agitación gira alrededor de su propio eje (rotación) y alrededor del centro del contenedor (revolución). Algunos modelos están equipados con dispositivos de raspado de pared (para evitar la adhesión del material a la pared).

Principio de trabajo: 'Revolución + Rotación ' genera una fuerza centrífuga fuerte y una fuerza de corte, asegurando que los materiales se mezclen sin zonas muertas en el contenedor. Es particularmente adecuado para materiales de alta viscosidad y pasta (p. Ej., Sol de plástico y adhesivos).

Escenarios de aplicación: Mezcla de precisión (como mezclar plásticos especiales para la industria electrónica y los plásticos médicos) para garantizar la dispersión uniforme de los aditivos traza (por ejemplo, retardantes de llama).