انواع اکسترودر برای تولید فیلم‌های پلیمری

۱- اکسترودر تک مارپیچ(single screw)

اجزاء کلیدی اکسترودر تک مارپیچه در شکل زیر نشان داده شده است . اکسترودرهای تک مارپیچه ۵ قسمت اصلی دارند .

• سیستم محرک

• سیستم خوراک

• سیلندر (مارپیچ، پوسته و سیستم های گرم‌کننده)

• مجموعه دای و هد

• سیستم کنترل

یکی از ویژگی‌های مهم اکسترودرها نسبت L/D در آن‌ها می‌باشد خروجی اکسترودر مستقیما با نسبت L/D وابسته است. دو اکسترودر با قطر یکسان اما L/D های متفاوت دارای خروجی کاملا متفاوتی هستند. اکسترودرهای بلندتر (L/D بزرگتر) دارای ظرفیت ذوب و مخلوط کردن بیشتری هستند و اجازه می‌دهند تا اکسترودر با سرعت بیشتری حرکت کند.

اکسترودر  با L/D کوچکتر دارای مزایای زیر است:

• فضای کمتری نیاز دارد.

• سرمایه‌گذاری اولیه کمتری نیاز دارد.

• قیمت جایگزینی کمتری برای بارل و اسکرو نیاز دارد.

• در مواد حساس به حرارت، زمان کمتری مواد در بارل توقف دارند.

• گشتاور کمتری نیاز است.

• برق کمتر و درنتیجه اندازه موتور کمتری نیاز دارد.

اکسترودر  با L/D برزگ دارای مزایای زیر است:

• گشتاور بیشتر بعلت طراحی اسکرو

• قابلیت mixing بیشتر

• ظرفیت مذاب بیشتر با گرمای برشی کمتر

• افزایش گرمای هدایت شده از بارل

مقدار سرعت خروجی اکسترودر مستقیما با قطر اسکرو متناسب است. قطر بزرگتر اکسترودر دارای خروجی بیشتر است.

اکسترودرهای تک ماردونه معمولا سرعت خروجی بالاتری نسبت به اکسترودرهای دو ماردونه دارند اما قدرت همگن‌سازی آن‌ها کمتر است و به همین دلیل معمولا در این نوع خطوط از دو اکسترودر پشت سر هم استفاده می‌شود تا اولی فرایند ترکیب و همگن‌سازی و دومی فرایند اکسترود را انجام دهند.

۲- اكسترودر دو ماردونه یا دو مارپيچ (Two Screw Extruder)

در سال‌هاي اخير استفاده از اكسترودرهاي دوماردونه كه در داخل محفظه داغ اكسترودر حركت چرخشي دارد، افزايش يافته است. اين دستگاه‌ها در مقايسه با اكسترودرهاي تك ماردونه تفاوت‌هايي در آهنگ خروجي، بازده اختلاط، حرارت توليد شده و نظاير آن نشان مي‌دهد. خروجي اكسترودر دوماردونه معمولاً سه برابر اكسترودر تك ماردونه‌اي با همان قطر و سرعت است.

اگرچه اصطلاح ”ماردون دوقلو ” اصطلاحي بين المللي براي  اكسترودرهاي دوماردونه است؛ اما دو ماردون لزوماً يكسان نيستند. در واقع انواع گوناگوني از اين دستگاه موجود است. برخي از آن‌ها را كه داراي ماردون‌هايي با گردش در جهت مخالف يا موافق يكديگر است هستند و به علاوه ماردون‌ها ممكن است به صورت جفت شده (Conjugated) يا جفت نشده (Non-Conjugated) باشند. در حالت جفت نشده، بين پلكان‌هاي ماردون فضاي خالي وجود دارد كه امكان حضور مواد را نيز فراهم مي‌كند.

در  اكسترودر دوماردونه‌ با جهت چرخش مخالف يكديگر، مواد دچار برش و فشردگي مي شوند (نظير آنچه در غلتكراني رخ مي‌دهد) يعني مواد بين غلتك‌هايي با جهت چرخش متفاوت، فشرده مي‌شود. در اكسترودر حاوي دو ماردون با جهت چرخش يكسان، مواد از يك ماردون به ديگري منتقل مي‌شود.

اين گونه آرايش براي مواد حساس به حرارت كاملاً مناسب است؛ زيرا مواد در اكسترودر به سرعت منتقل مي‌شود بدون اينكه كمترين احتمال ماندگار شدن موضعي (Entrapment) مواد وجود داشته باشد. حركت مواد در اطراف ماردون‌هاي جفت نشده كمتر(كندتر) است ولي نيروي جلوبرنده (Propulsive) بزرگتر است