Entgasungsextruder

Konfiguration des Entgasungsextruders

Feed-Bereich

Der Zufuhrabschnitt ist mit einem Zufuhranschluss ausgestattet, der geschmolzenes Polymer direkt aus dem Polymerisationsreaktor empfängt. 100–500 mm vom Zufuhranschluss entfernt befindet sich ein erster Entgasungsanschluss. Diese strategische Platzierung verhindert einen Polymerrückfluss, vermeidet übermäßige Monomerstörungen des Schneckenförderprozesses und erfüllt Vakuumanforderungen, um die Entfernung flüchtiger Stoffe zu verbessern.

Entgasungs-Extrusionsabschnitt

Der Extruderzylinder verfügt über mehrere hintereinander angeordnete Entgasungsöffnungen. Jede Öffnung ist an ein unabhängiges Vakuumsystem angeschlossen – beispielsweise das zweite, dritte und vierte Vakuumsystem –, wodurch die gründliche Entfernung von Verunreinigungen aus der Polymerschmelze gewährleistet wird. Dieser mehrstufige Aufbau steigert die Entgasungseffizienz und sorgt für die hohe Reinheit des Endprodukts.

Vakuum-Einstellsystem

Jedes Vakuumsystem arbeitet mit Gasphasen- und Flüssigphasenleitungen. Die Gasphasenleitung des ersten Vakuumsystems umfasst einen Vakuumdruckdetektor und ein Regelventil. Diese sind miteinander verbunden, um den Vakuumgrad in Echtzeit anzupassen, wodurch die Entfernungseffizienz von Monomeren und Oligomeren verbessert und eine hochkontrollierte und effektive Entgasungsumgebung unterstützt wird.

Kühl- und Pelletiersystem

Das nachgelagerte System umfasst eine Schnecke für den Materialtransport, einen Wassertank zur Kühlung, einen Pelletierer zur Granulierung und eine Trocknungsvorrichtung zur Vorbereitung des Endprodukts. Dieser Aufbau gewährleistet eine effiziente Kühlung und Granulierung der Polymerschmelze und erzeugt hochwertige, getrocknete Granulate, die für den Einsatz in verschiedenen Anwendungen bereit sind.

Vorteile des Entgasungsextruders

1. Effiziente Entgasung
   Durch die Verwendung mehrstufiger Entgasungsöffnungen und moderner Vakuumsysteme entfernt der Extruder wirksam Unreinheiten, wodurch PMMA von außergewöhnlicher Reinheit entsteht.
2. Nahtlose kontinuierliche Produktion
   Der Extruder ermöglicht einen unterbrechungsfreien Betrieb beim Zuführen, Entfernen flüchtiger Bestandteile, Extrudieren, Kühlen, Granulieren und Trocknen und ist somit ideal für die industrielle Produktion im großen Maßstab und eine verbesserte Betriebseffizienz geeignet.
3. Hohe Produktqualität
   Durch einen strengen Entgasungsprozess wird PMMA hergestellt, das herausragende physikalische und chemische Eigenschaften aufweist, darunter überragende Witterungsbeständigkeit, chemische Stabilität, elektrische Isolierung und optische Klarheit.
4. Vielfältige Anwendungsgebiete
   Mit diesem Extruder verarbeitetes PMMA findet Anwendung in der Luftfahrt, der Automobilindustrie, im Bauwesen, in der Medizin, der Optik und vielen weiteren Bereichen. Beispiele hierfür sind Cockpitabdeckungen, Panzerglas, Linsen, Dekorationsmaterialien und optische Instrumente.

Faktoren, die die Entgasungseffizienz beeinflussen

1. Temperaturregelung

Die optimale Verarbeitungstemperatur von 180–240 °C für PMMA gewährleistet Stabilität und bietet gleichzeitig ausreichend Energie, damit flüchtige Stoffe entweichen können.

• Niedrige Temperaturen: Eine hohe PMMA-Schmelzviskosität verhindert die Diffusion flüchtiger Bestandteile und beeinträchtigt so die Effizienz der Entgasung. Unter 105 °C (Glasübergangstemperatur von PMMA) ist beispielsweise die Kettenbewegung eingeschränkt, wodurch die Entgasung nahezu wirkungslos wird.
• Hohe Temperaturen: Übermäßiges Erhitzen kann die PMMA-Struktur zerstören und zu unerwünschten Nebenreaktionen führen. Die richtige Temperatur ist entscheidend für die Balance zwischen Viskosität und flüchtiger Trennung.

2. Schneckenkonstruktion und -geschwindigkeit

• Schraubendesign:
  Eine gut konstruierte Schnecke ist für eine effektive Entgasung entscheidend. Schnecken mit speziellen Entlüftungsnuten bieten Wege für ein effizientes Entweichen flüchtiger Stoffe. Mehrstufige Schnecken verbessern den Prozess, indem sie in der ersten Stufe PMMA schmelzen und in der zweiten Stufe flüchtige Stoffe ausstoßen. Mischelemente optimieren die Gleichmäßigkeit des Materials und verbessern die Verdampfungseffizienz weiter.
• Schneckendrehzahl:
  Die Schneckengeschwindigkeit beeinflusst die Verweilzeit des Materials und die Scherkraft. Mäßige Geschwindigkeiten verbessern die Entfernung flüchtiger Bestandteile, aber übermäßige Geschwindigkeiten können zu unzureichender Entgasung oder Überhitzung führen, was zu einer Zersetzung des PMMA führt. Eine richtige Anpassung basierend auf den PMMA-Eigenschaften ist von entscheidender Bedeutung.

3. Vakuumsystem

• Vakuumgrad:
  Ein höherer Vakuumgrad verringert den flüchtigen Partialdruck, sodass Gase effizient entweichen können. Für PMMA liegt das optimale Vakuum im Bereich von zehn bis hundert Pascal und gewährleistet eine reibungslose Diffusion und Entfernung durch das Vakuumsystem.
• Effizienz der Vakuumpumpe:
  Die Leistung der Vakuumpumpe – ihre Pumpleistung und ihr endgültiger Vakuumgrad – wirkt sich auf das Gesamtsystem aus. Hochwertige Pumpen entfernen flüchtige Stoffe schnell und halten eine Umgebung mit Unterdruck aufrecht. Bei Pumpen mit schlechter Leistung besteht jedoch die Gefahr, dass sich flüchtige Stoffe wieder auflösen, was die Effizienz verringert.

4. Materialeigenschaften und Fütterungsstatus

• Materialreinheit und flüchtiger Gehalt:
  Hochreine Rohstoffe mit niedrigen Anfangswerten an flüchtigen Bestandteilen verbessern die Entgasung. Verunreinigungen können die Schmelzviskosität erhöhen oder chemisch reagieren und so den Prozess stören.
• Fütterungsrate:
  Eine stabile, gleichmäßige Zufuhrrate sorgt für einen konstanten Materialfluss und gewährleistet eine optimale Verweilzeit für eine gründliche Entfernung flüchtiger Bestandteile. Übermäßige oder ungleichmäßige Zufuhr kann zu unzureichender Entgasung oder Materialverstopfungen führen.

Durch die Einhaltung geeigneter Materialqualität und Fütterungsbedingungen können die Gesamteffizienz und Produktkonsistenz erheblich verbessert werden.

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