اکستروژن پلیمرها ۲۰۱۴
Polymer Extrusion 2014

اکستروژن، مهم‌ترین و قدیمی‌ترین روش شکل‌دهی و فرآوری پلیمرهای ترموپلاستیک به شمار می‌رود. این فرآیند تقریباً شامل تمامی پلیمرهای مصنوعی، الاستومرها و مواد غذایی می‌شود. امروزه، اکستروژن تک‌پیچه عمدتاً برای تولید کالاهای نهایی یا محصولات نیمه‌ساخته مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این رو، سالانه بیش از 90 میلیون تن ترموپلاستیک به این روش فرآوری می‌گردد.

اکستروژن دوپیچه را می‌توان به دو سیستم تقسیم کرد: سیستم‌های پادچرخشی که در زمینه اکستروژن PVC، برای تولید لوله‌ها یا پروفیل‌ها استفاده می‌شوند؛ و سیستم‌های هم‌چرخشی که امروزه به دلیل انعطاف‌پذیری و سازگاری چشمگیرشان، با توسعه قابل توجهی روبرو هستند و امکان تولید مواد خاص (آلیاژهای پلیمری، الاستومرهای ترموپلاستیک، پلیمرهای پرشده، نانوکامپوزیت‌ها) را فراهم می‌سازند. اکستروژن با عبور پلیمر مذاب از داخل ابزاری به نام دای انجام می‌شود که شکل نهایی محصول (فیلم‌ها و ورقه‌ها، محصولات رول شده و کابل‌های برق) را تعیین می‌کند. به لطف طراحی دای‌ها، در خروجی محصولی با ابعاد کنترل‌شده، سرعت‌های یکنواخت و دماهای همگن به دست می‌آوریم. این کتاب به بررسی انواع تولید مشابه می‌پردازد، اما تنها در مورد جریان‌های کواکستروژن، یعنی محصولات لایه‌ای چندلایه. در ابتدا، فیزیک مکانیزم‌های درگیر در این فرآیند را در این کتاب ارائه خواهیم داد، سپس مدل‌های کم و بیش پیچیده را برای توصیف این مکانیزم‌ها پیشنهاد می‌کنیم و در نهایت به تفسیر نتایج و کنترل جریان‌های شرطی خواهیم پرداخت.

Extrusion is by far the most important and the oldest processing and shaping method for thermoplastic polymers. This process concerns almost all synthetic polymers, as well as elastomers or food materials. Single-screw extrusion is mainly used nowadays to manufacture finished goods or semi-finished products. More than 90 million tons of thermoplastics are therefore processed every year.
Twin-screw extrusion may be divided into two systems: contra-rotating systems used within the context of PVC extrusion, for the manufacture of pipes or profiles; and co-rotating systems experiencing nowadays a very significant development, because of their significant adaptability and flexibility, which enables the manufacture of specific materials (polymer alloys, thermoplastic elastomers, filled polymers, nanocomposites). Extrusion is carried out by passing molten polymer through a tool called die that will give the product its final shape (films and sheets, rolled products, and electric cables). Thanks to the design of dies, we obtain at the output a product with controlled dimensions, uniform speeds and homogeneous temperatures. The book will discuss the same production types, but only in the case of coextrusion flows, i.e. multilayer stratified products. First of all, we will present in this book the physics of the mechanisms at stake, then propose more or less complex models in order to describe these mechanisms and then go forward in the interpretation of results and the control of condition flows.