Биопластики относятся к пластиковым материалам, которые полностью или частично изготовлены из возобновляемой биомассы (например, кукурузного крахмала, сахарного тростника, целлюлозы и т. д.) или способны к биодеградации в природной среде. По сравнению с обычными нефтяными пластмассами они могут эффективно сократить выбросы углерода и смягчить загрязнение окружающей среды. Пять распространенных и представительных типов биопластмасс являются PLA, PHA, пластмассы на основе крахмала, PBAT и Bio-PET, каждый из которых имеет различные источники сырья и свойства биоразложения.
Для достижения целевых свойств материала системы биопластического смешивания должны обеспечивать достаточное дисперсивное и распределительное смешивание при умеренных скоростях сдвига и контролируемых температурах плавления. Кормовые волокна, наполнители и добавки, как правило, требуют нескольких измерительных потоков для высушенных твердых компонентов, в то время как жидкие добавки могут быть введены в определенные места вдоль композиционной машины. Двухвинтовые экструдеры, особенно сопротивляющиеся параллельные двувинтовые экструдеры, служат основным модификационным и композиционным оборудованием для биопластиков, включая PLA, PBAT, пластики на основе крахмала и многое другое.
Биоматериалы обладают отличительными характеристиками: высокой тепловой чувствительностью, восприимчивостью к гидролитической деградации при поглощении влаги, низкой прочностью к плавлению и частыми требованиями к многокомпонентному смешиванию. Двухвинтовые экструдеры Lemix полностью способны удовлетворять всем вышеуказанным требованиям процесса.
Строгий низкий - shear и точный контроль температуры
Модульная винтовая комбинация с низкой скоростью: биоматериалы (такие как ПЛА) очень склонны к деградации и цепному расщеплению в условиях высокой температуры и высокой скорости, что приводит к снижению молекулярного веса и ухудшению свойств. Поэтому конфигурация винтовых элементов должна уменьшить сильные - смежные блоки и использовать больше смешивающих элементов с широким полетом и дисперсированной смежностью для обеспечения "мягкой смежности".
Узкое окно контроля температуры: температура плавления и температура деградации биоматериалов обычно очень близка (например, температура плавления ПЛА составляет 160 - 180 ℃, и, вероятно, ускорит деградацию, когда температура превышает 200 ℃). В этом процессе принимается многоступенчатая точная система контроля температуры, чтобы строго ограничить температуру каждой зоны в бочке и избежать местного перегрева.
Высокоэффективные выхлопные газы и способность дегидратации/деволатилизации
Предотвращение гидролиза: биопластмассы высоко гидрофилны, и следовое количество воды может вызвать серьезные реакции гидролиза при высоких температурах.
Многоточный вакуумный выхлоп: Как правило, 1-2 мощных вакуумных выхлопных порта устанавливаются в середине и в хвосте двойного винтового бочка. Во время обработки остаточные следы влаги, побочные продукты реакции (такие как малые молекулярные мономеры) и летучие вещества в материале удаляются в режиме реального времени.
Высокоэффективная реактивная экструзия и модификация совместимости
Модификация совместимости in situ: большинство систем биополимерных смесей (таких как смеси ПЛА и ПБАТ, смеси крахмала и пластика) являются термодинамически несовместимыми системами.
Конфигурация соотношения длины к диаметру (L/D): В процессе обычно выбирается двойный винт с относительно большим соотношением длины к диаметру (L/D = 40 - 48 или выше). В длинной бочке, путем добавления компатибилизаторов или цепных расширителей (таких как цепный расширитель ADR) и использования превосходного контроля времени пребывания для химических реакций двойного винта, трансплантация in situ, цепное расширение или реакции перекрестного соединения завершаются для улучшения прочности и прочности плавления материала.
Сильная многофазная дисперсия жидкости и подача низкой скорости
Высокая пропорция наполнения крахмалом / неорганическими веществами: При производстве пластмасс на основе крахмала или добавлении карбоната кальция, порошка талька и биоволокон для снижения затрат и повышения эффективности, винт-близнец, с его самоочищающимися и сильными способностями смешивания дисперсии, может равномерно дисперсировать твердые наполнители в матрице биополимерной смолы и избегать скопления.
Смешивание высоких различий в вязкости: для впрыска пластификаторов (таких как глицерин, жидкие полиатомные спирты), двойный винт в сочетании с насосом для дозирования жидкости может мгновенно срезать - смешивать высоковязкие полимеры и жидкости с низкой вязкостью равномерно.
Специальный процесс грануляции потока
Из-за низкой вязкости плавления, хорошей прочности или высокой поглощительности биоматериалов (особенно составов, богатых ПБАТ или крахмалом), традиционная грануляция цепи, охлаждаемая водой, склонна к разрушению цепи.
В этом процессе, в зависимости от свойств материала, часто выбирается грануляция потока, охлаждаемая воздухом, грануляция водного кольца или более передовая подводная система грануляции, чтобы обеспечить высокую эффективность и хороший внешний вид непрерывного производства частиц.
