PA66 жылулық бөгеттік жолақтар үшін бір винтті немесе екі винтті экструдерлерді қалай таңдау керек?

Dec 16, 2025

PA66 қоспасындағы екі иінді экструдерлердің негізгі артықшылықтары: Шыны талшық торының дисперсиясына назар аудару

PA66 қоспасы саласында, әсіресе шыны талшық (GF) армированиясын қажет ететін гранулдау қолданбалары үшін, экструдерді таңдау шыны талшықтардың дисперсия сапасы мен гранулдардың соңғы өнімін тікелей анықтайды. Жалғыз иінді экструдерлер қарапайым құрамдар мен құрылымдық бақылау саласында артықшылықтары бар болса да, екі иінді экструдерлер шыны талшықтардың тор тәрізді құрылымда біркелкі таралуын қамтамасыз ету арқылы жоғары өнімді гранулдар алу мүмкіндігін береді — бұл жоғары өнімді PA66 гранулдау үшін ауыстырылмайтын артықшылық болып табылады.

Негізгі механикалық конструкция: Шыны талшық торының дисперсиясының негізі

Жалғыз иінді және екі иінді экструдерлердің негізгі айырмашылығы - бұл винт конфигурациясында, ол шыны талшықтарды өңдеу тәсіліне тікелей әсер етеді.

Жалғыз иінді экструдерлер материалдың бұранда, цилиндр және өзімен арасындағы үйкеліске негізінен сүйенетін жалғыз айналатын валға тәуелді. Бұл сызықтық, бір бағыттағы ысырылу әрекеті күштің теңсіз таралуына әкеледі: шыны талшықтар цилиндр қабырғалары бойынша топтасып немесе жергілікті жоғары ысырылу әсерінен сынады және біркелкі таралу түзе алмайды.
Екінші ретті экструдерлер, керісінше, бірдей (коротациялы) немесе қарама-қарсы бағытта айналатын екі шиелерден тұрады. Бұл конструкция «дәл араластыру жүйесі» сияқты жұмыс істейді — шиелер материалды жылжытумен қатар көпбағытты ысыру, илеу және бүктеп илеу күштерін туғызады. Шиелердің арасындағы саңылаулар шыны талшықтардың топталуын тиімді түрде жояды, ал үздіксіз илеу әрекеті жеке талшықтарды PA66 матрицасының бойына біркелкі таратып, үшөлшемді желілік құрылым қалыптастырады. Осы желі соңғы гранулалардың механикалық беріктігін, жылулық тұрақтылығын және өлшемдік тұрақтылығын арттырудың негізгі кілті болып табылады.

Полимерді өңдеу есебінің 2023 жылғы деректеріне сәйкес, екінші ретті экструдерлер бірвинтті модельдерге қарағанда шыны талшықтардың топталу деңгейін 70%-дан астам төмендетеді, ал талшықтардың біркелкі таралуы 95%-ға жетеді — бұл тұрақты талшықтық желі құрудың маңызды алғышарты.

Материалдарды өңдеу дәлдігі: Желі құру үшін талшықтардың бүтіндігін қорғау

Шыны талшықтарымен PA66 грануляциясы екі негізгі мақсат арасындағы теңдестікті талап етеді: құрылымдық қолдауды қамтамасыз ету үшін талшық ұзындығын сақтау және желі түзілуі үшін біркелкі дисперсияға қол жеткізу. Екі иінді экструдерлер температураны және ысыру күшін дәл реттеу арқылы екеуіне де өте жақсы қызмет етеді.

Температураның тұрақтылығы: Талшықтардың бұзылуын және матрицаның зақымдануын болдырмау

PA66-ның қатаң жылулық талаптары бар — өңдеу температурасы 260–270°C аралығында болуы керек, ал 285°C-тан жоғары болса материал бұзылады және талшық-матрица байланысы нашарлайды.

Жалғыз иінді экструдерлер жұмыс істеу кезінде ±8°C температура тербелістерін бастан өткереді, бұл PA66-ның бұзылуына және шыны талшықтармен байланыстың әлсіреуіне әкелетін "ыстық аймақтарға" әкеледі. Бұл тек желінің құрылуына кедергі жасамай ғана емес, сонымен қатар гранулалардың өнімділігін төмендетеді.
Икі винтті экструдерлер температураның тербелісін ±3°C-де (және 2022 жылғы «Жоғары дәрежелі полимерлер журналы» берген дерек бойынша, қазіргі заманғы үлгілерде ±1.5°C дейін) ұстап тұрады. Модульді цилиндр конструкциясы мен дәл жылу алмасу өңдеу аймағының бойында тұрақты температураны қамтамасыз етеді, соның ішінде PA66 матрицасын да, шыны талшықтарын да жылулық зақымнан қорғайды. Бұл тұрақты орта талшық-матрица интерфейсінің берік байланыстар түзуіне мүмкіндік береді және мықты талшық желісінің негізін қалайды.

Тарту бақылауы: Талшық ұзындығын сақтау және таралуын қамтамасыз ету

Шыны талшықтың ұзындығы тікелей желінің беріктігін әсер етеді — қысқа талшықтар тиімді байланыстар түзе алмайды, ал тым ұзын талшықтар топталуға бейім болады.

Бір винтті экструдерлер бір бағытталған, концентрленген тарту күшін туғызады, нәтижесінде шыны талшықтың мөлшері 30%-ға жеткенде талшықтың сынғышы 18%-дан асады. Сынған талшықтар тұрақты желі түзуге қажетті ұзындықтан қысқа болып келеді, бұл гранулалардың механикалық қасиеттерінің біркелкі болмауына әкеп соғады.
Екі шнек араластырғыштар бұранда элементтерін жобалау арқылы ысыру таралуын тиімдестіреді:
- Илеуіш блоктар дисперстік араластырудың интенсивтілігін 40%-ға арттырады, талшықтарды кесуіне әбден жол бермей, агрегаттарды бөледі;
- Кері бұранда компоненттері материалдың кері ағуын бақылау арқылы ең жоғары ысыру кернеуін азайтады, талшық ұзындығын сақтауға қосымша ықпал етеді;
- Айнымалы ұшу тереңдігі белдеуде тұрақты қысымды (±2 МПа) сақтайды, талшықтардың біркелкі таралуына кепілдік береді.

Тексерулер екі шнек араластырғыштардың 40% шыны талшық құрамы болған кезде де шыны талшықтардың үзілуін 5%-дан аспауына шектейтінін көрсетті. Сақталынған талшық ұзындығы (әдетте 0,2–0,5 мм) талшықтардың PA66 матрицасында бір-біріне иілуіне мүмкіндік береді, тығыз желісін құрып, гранулалардың созылу беріктігін, иілу модулін және соққыға төзімділігін айтарлықтай арттырады.

Араластыру және пластикациялау өнімділігі: Желі біркелкілігін тиімдестіру

Шыны талшықтар желісінің түзілу сәттілігі PA66 және шыны талшықтарды біртекті араластыру қабілетіне байланысты, мұнда екі шнекалы экструдерлер грануляция кезінде бір шнекалы модельдерден асып түседі.

Күрделі құрамдардағы бір шнекалы экструдерлердің шектеулерін жеңу

Толтырылған PA66 қоспаларын (мысалы, ≥30% шыны талшық) өңдеуде бір шнекалы экструдерлер төменгі біртектестіру нәтижесінде қиындықтарға тап болады. 15%-ға дейінгі ысыру таралуының айырмашылықтары талшықтардың теңсіз таралуына әкеледі: кейбір аймақтарда талшықтар тым көп (сынғыштық туғызады), ал басқаларында тым аз (беріктікті төмендетеді). Сонымен қатар, тұрақсыз тұру уақыты полимердің 5%-ының ыдырауына әкеледі, бұл талшық-матрица интерфейсін одан әрі әлсіретеді және желінің түзілуіне кедергі жасайды.

Екі шнекалы экструдердің модульді конструкциясы: желі таралуы үшін нақтылау

Шыны талшықтармен армировандалған PA66 грануляциясы үшін екі шнекалы экструдерлердің модульді шнек конфигурацияларын түзетуге болады:

Таратушы араластыру элементтері (мысалы, илеу блоктары) талшықтардың топталуын жеке талшықтарға дейін ыдыратады;
Таралымды араластыру элементтері талшықтарды матрицаның бойына біркелкі таратып, әрбір гранулда тұрақты талшық желісі болуын қамтамасыз етеді;
Шыны талшықтарды белгілі аймақтарға (цилиндр ортасы) беру мүмкіндігі талшықтардың ұзындығы мен бүтіндігін сақтау үшін жоғары температура мен ысыру әсерінен қорғайды.

Бұл бағытталған конструкция нәтижесінде PA66 гранулдары біркелкі талшық желісімен қалыптасады, AMI Consulting-тің 2023 жылғы зерттеуіне сәйкес, бірвинтті экструдерлермен шығарылған гранулдармен салыстырғанда созылу беріктігі 30–50%, иілу модулі 40–60% жақсарды.

Өндіріс тиімділігі және гранул сапасының тұрақтылығы

Орташа және жоғары көлемді PA66 гранулдау үшін (50–200 тонна/жыл) еківинтті экструдерлер өндіріс тиімділігін және желінің біркелкі таралуын қамтамасыз етіп, қалдықтарды азайтып, шығын тиімділігін жақсартады.

Жоғары талшық мөлшері болған кезде де тұрақты өткізу қабілеті

30% шыны талшықпен армировандалған PA66 өңдеген кезде бір винтті экструдерлердің өткізу қабілеті 30–40% төмендейді, себебі жоғары кедергіге ие толтырылған материал тасымалдау процесін бұзады.
Екі винтті экструдерлер толтырғыштың мөлшеріне қарамастан 25–35 кг/сағ өнімділігін тұрақты сақтайды, өйткені олар материалды тиімді тасымалдауға және қысымды біркелкі таратуға ие. Бұл тұрақтылық партиялар бойынша біркелкі талшықтық желінің пайда болуын қамтамасыз етеді және сапада тербелістерді болдырмауға мүмкіндік береді.

Өлшемдік және Өнімділіктің Тұрақтылығы

Талшық желісінің біркелкілігі гранулалардың сапасының тұрақтылығына тікелей әсер етеді:

Екі винтті экструдерлер гранулалардың тығыздығының ауытқуын ±2% ішінде ұстайды, ал бір винтті модельдерде бұл көрсеткіш ±12% құрайды.
Экструзияланған жолақтардың (гранулалауға дейінгі саты) қалыңдығының допусы ±0,07 мм ішінде сақталады, бұл әрбір грануланың бірдей талшық желісінің тығыздығына ие болуын қамтамасыз етеді.

24 сағаттық үздіксіз өндіру кезінде екі бұрандалы экструдерлердің температураны тұрақтандыруы (±1,5 °C) және қысымды бақылау (45–50 МПа) желінің бұзылуын немесе біркелкі емес таралуын болдырмау үшін жалғыз бұрандалы жүйелерге қарағанда қалдық өнімдерді 5–7% азайтады.

Шығындар мен пайданы талдау: Жоғары өнімді гранулдаудағы ұзақ мерзімді құн

Екі бұрандалы экструдерлер жалғыз бұрандалы модельдерге қарағанда 30–50% жоғары бастапқы инвестицияны қажет етсе де, олар PA66 гранулдау үшін шыны талшық желісін таратудағы артықшылықтары арқылы әсіресе жоғары талшықты құрамдар үшін (≥25% шыны талшық) ұзақ мерзімді тиімділік береді:

Материалдық қалдықтарды азайту

Екі бұрандалы экструдерлер талшықтардың топталуын, материалдың ыдырауын және сапа бойынша қалдықтарды азайту арқылы қалдықты 8–12% кемітеді. Жылына 150 тонна жоғары талшықты PA66 гранул өндіретін кәсіпорын үшін бұл жылына 12–18 тонна шикізатты үнемдеуге ауысады.

Энергия мен техникалық қызмет көрсетудің тепе-теңдігі

Екі шнекалы экструдерлер бір шнекалы модельдерге қарағанда әр килограмм жоғары талшықты PA66 үшін 18–22% аз энергия тұтынады, себебі жылу алмасу мен араластыру тиімді болып келеді.
Жылдық қызмет көрсету шығындары шыны талшықтардың үйкелісінен туындайтын тозуға байланысты 40% жоғары болса да, қалдықтардың азаюы мен гранулалардың жақсартылған өнімділігінен туындайтын үнемдеу бұл шығындарды түзейді — әсіресе жоғары өнімді гранулаларды (мысалы, жылулық үзіліс жолақтары, автомобиль бөлшектері, электрондық корпус) қажет ететін қолданулар үшін.

Базардағы конкурстик кабілет

Біркелкі шыны талшық желісі бар гранулалар нарықта жоғары механикалық қасиеттері мен тұрақтылығына байланысты жоғары бағаға ие болады. Екі шнекалы экструдерлермен өндірілген гранулалар жоғары санатты қолданулардың қатаң талаптарын қанағаттандырады және бір шнекалы экструдерлер жете алмайтын тиімді нарықтық сегменттерге шығу мүмкіндігін береді.

Қорытынды: Екі шнекалы экструдерлер — жоғары сапалы PA66 гранулдау үшін оптималды таңдау

Шыны талшықты күшейту керек болғанда, әсіресе PA66 грануляциясы үшін екі шнек араластырғыштардың шыны талшықтарды біркелкі желілік құрылымға шашырату қабілеті маңызды рөл атқарады. Олардың механикалық конструкциясы, дәл температура/ысыру бақылауы және модульді икемділігі әрбір грануланың жоғары өнімділік қасиеттеріне ие болуын қамтамасыз етеді — бұл бір шнек экструдерлерімен жасауға болмайтын нәтиже. Бастапқы инвестиция жоғары болса да, қалдықтардың азаюы, сапаның тұрақтылығы мен нарықтағы бәсекеге қабілеттіліктің артуы салдарынан PA66 гранулаларын жоғары деңгейде өндіруге ұмтылатын өндірушілер екі шнек экструдерлерін таңдайды. Жылулық үзіліс жолағының шикізаты, автомобиль бөлшектері немесе басқа да жоғары талап қойылатын қолданыстар үшін екі шнек экструзиясы арқылы пайда болған шыны талшық желісі беріктігі, тұрақтылығы мен сенімділігі жағынан ерекшеленетін гранулалар алады.