V princípe závitovkovej plastifikácie pracujú jednozávitovkové extrudéry na mechanizme ťahaného toku: závitovka poskytuje doprednú bočnú silu, čím vytvára gradient rýchlosti medzi práškom a valcom, čo vedie k slabému treniu. Preto sa vonkajšie vykurovanie stáva rozhodujúcim. Nedávno sme pri kalibrácii reometra narazili na problém so špecifickým zložením s vysokým obsahom plniva. Rovnakým postupom prípravy prášku sme pridali 70 gramov suchej zmesi, ale aj po 6 minútach testovania zostal materiál úplne nemäkčený. Zvýšenie teploty na 200 stupňov alebo úprava vzorca veľmi nepomohli. Keď sme však pridali 80 gramov suchej zmesi, došlo k plastifikácii a s 85 gramami bol proces ešte rýchlejší.
Toto pozorovanie vyvolalo pocit déjà vu, hoci problém bol rýchlo vyriešený a čoskoro zabudnutý.
Až keď niekto nahlásil podobný problém s kužeľovou dvojzávitovkovou extrúziou – kde materiál spočiatku neplastifikoval a potom náhle pretiekol, keď sa tak stalo –, spomenul som si, že som sa s touto situáciou stretol už viackrát. K tomu došlo pri 65 mm aj 55 mm kužeľových dvojzávitovkových strojoch, kde nedostatočné pomery podávania spôsobili tok živice viditeľný cez vákuový port. Zdalo sa, že proces plastifikácie sa obrátil, počnúc od matrice a siahal dozadu. Keď sa dostane k vákuovému portu, materiál pretečie. Dokonca aj zvýšenie teploty stroja na 230 stupňov len mierne zlepšilo situáciu, ale degradácia PVC sa urýchlila. Len zvýšením dávkovacieho pomeru na primeranú úroveň plastifikácia prebiehala normálne. Avšak kvôli značnému opotrebovaniu predného konca skrutky sa zvýšil spätný tok, čo spôsobilo pretečenie materiálu vo vákuovom porte. Úprava vzorca na zlepšenie počiatočnej plastifikácie ponúkla určité zlepšenie.
Celý tento scenár zdôrazňuje, že extrúzia PVC vyžaduje na úspešné spracovanie správny tlak alebo podmienky plnenia formy; samotné úpravy teploty slúžia hlavne na modifikáciu charakteristík toku taveniny.
Ktorý faktor teda hrá významnejšiu úlohu pri plastifikácii – teplota, zloženie alebo šmyková sila?
Mechanická šmyková sila. "Príručka pre priemysel plastov" o PVC jasne uvádza, že zmäkčenie univerzálneho suspenzného PVC alebo optimálny tok primárnych častíc pre plastifikáciu sa dosiahne za podmienok vysokého rovnomerného šmyku, ktoré nemožno dosiahnuť samotnou teplotou. To znamená, že zatiaľ čo úpravy receptúry môžu čiastočne optimalizovať proces, hlavným faktorom zostáva šmyková sila poskytovaná zariadením. Toto bolo dôsledne overované. Dokonca aj pri použití rovnakých surovín, receptúr a foriem od spoločnosti KraussMaffei rôzne zariadenia vyrábali produkty s nekonzistentnou vrubovou rázovou húževnatosťou, pričom nedosahovali konzistentne hodnoty nad 30 MPa.
