-
Die Erfindung betrifft einen Extruder, insbesondere einen nichtkämmenden
gemeinsam oder entgegengesetzt rotierenden Doppelschraubenextruder.
-
In einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Materials, die gewöhnlich als ein
Extruder bezeichnet wird, kann der Extruder von der Art sein, bei der zwei
gemeinsam gleich oder entgegengesetzt rotierende nicht-kämmende Schrauben
innerhalb einer Schneckenbohrung gelegen sind. Der Extruder ist im allgemeinen
in zwei Abschnitte oder Zonen zur Durchführung von unterschiedlichen
Betriebsarten unterteilt. Beispielsweise gibt es einen Zuführabschnitt, in welchem
Material. das dem Extruder zugeführt wird, in einen zweiten Abschnitt transportiert
wird, welcher ein Mischabschnitt oder ein Abschnitt sein kann, in dem eine
Reaktion stattfindet. Die Aufteilung wird im allgemeinen durch die Plazierung von
Strömungsbegrenzungsmitteln zwischen diesen Zonen erhalten, insbesondere in
den Fällen, in denen Zonen von unterschiedlichen Drücken erforderlich sind.
Häufig ist es notwendig, den Reaktionsabschnitt unter einem positiven Druck zu
haben, um die Reaktion von Materialien zu unterstützen. Danach werden die
Materialien, die miteinander reagiert haben, zu einer Fläche von geringerem
Druck geleitet, wo unerwünschte Flüssigkeiten und flüchtige Bestandteile aus
dem Reaktionsgemisch herausgelassen werden. Die Konstruktion herkömmlicher
Extruder ist derart, daß zwischen den Schneckenbohrungen, in denen die
Schrauben gelegen sind, ein Kanal oder eine Öffnung ist, die gewöhnlicherweise
in der Form eines langen Schlitzes vorliegt, welcher durch das Fehlen einer
Trennwand zwischen den Bohrungen gebildet ist, wie mit 4 in der begleitenden
Fig. 3 bezeichnet ist.
-
Ein Weg, bei dem der Druck im Reaktionsabschnitt aufrecht erhalten werden
kann, ist das Vorsehen eines Strömungsbegrenzungsmittels auf jeder Schraube
zwischen der Hochdruckzone und einer Niederdruckzone. Das behandelte
Material wird gegen dieses Hindernismittel strömen, wodurch ein wesentlicher
Gegendruck erzeugt wird. Die Größe dieses Gegendrucks bestimmt die Druckdifferenz
zwischen der stromaufwärtigen Hochdruckzone und der stromabwärtigen
Niederdruckzone. Unglücklicherweise tritt wegen des Kanals zwischen den
Schneckenbohrungen ein beträchtlicher Druckverlust zwischen der Hochdruckzone und der
Niederdruckzone auf. Dieser Verlust verringert die Fähigkeit der Hindernisse auf
den Schrauben, eine Druckdifferenz zwischen der Hochdruck- und der
Niederdruckzone aufrechtzuerhalten.
-
Dieser Druckverlust bewirkt, daß das Material in der Hochdruckzone einem Druck
unterliegt, der nicht so groß ist, wie gewünscht. Bei einigen Reaktionen, die
innerhalb der Hochdruckzone ausgeführt werden, wird der Rohmaterialverbrauch
wegen des Druckverlustes zwischen der Hochdruckzone und der
Niederdruckzone stark erhöht, um die Produktmenge zu erhalten, die erhalten worden wäre,
falls der Druck in der Hochdruckzone auf einem konstant höheren Druckniveau
hätte gehalten werden können.
-
US-A-2,615,199 offenbart ein Mittel zum Erhalten eines Hochdrucks, wenn ein
Material in einem Extruder bearbeitet wird, lehrt aber kein Mittel zum Verhindern
von Druckverlust zwischen einer Hochdruckfläche und einer Niederdruckfläche
aufgrund der Kanäle zwischen den Schneckenbohrungen oder legt dieses auch
nicht nahe. Diese Kanäle werden im allgemeinen als der "Spalt" oder "Scheitel"
zwischen den Schneckenbohrungen bezeichnet. Im allgemeinen ist es Standard,
daß der Abstand von einer Schneckenbohrungsmitte zur anderen
Schneckenbohrungsmitte gleich dem Durchmesser der Schneckenbohrungen selbst ist.
-
EP-A-0 342 839 offenbart Ein- und Doppelschraubenextruder, die eine
Einstellvorrichtung für den Knetgrad aufweisen. Die beschriebene Anordnung spricht
jedoch nicht das Problem des Verhinderns von Druckverlust zwischen Hoch- und
Niederdruckzone an.
-
Das Problem, welches von dieser Erfindung behandelt wird, ist das
Aufrecht
erhalten eines hohen Gegendrucks in einem nichtkämmenden parallelen oder
tangentialen gemeinsam oder gegenläufig drehenden Doppelschraubenextruder.
Diese Erfindung ist auf dieses Problem gerichtet, indem die Größe des Spaltes
zwischen den Bohrungen begrenzt wird.
-
Während dies erfolgt, schafft die Erfindung auch eine Vorrichtung, die die
kontinuierliche Einstellung eines Druckabfalls über einem
Strömungsbegrenzungsmittel in einem nichtkämmenden gemeinsam oder gegenläufig rotierenden
Doppelschraubenextruder gestattet und schafft eine Vorrichtung, die es dem
Bediener ermöglicht, einen höheren Druckabfall zwischen benachbarten
Extruderzonen einzurichten, als in herkömmlichen Schneckenabschnitten erhalten
werden könnte.
-
In Übereinstimmung damit schafft die Erfindung eine
Mehrbohrungs-Extrusionsvorrichtung, wobei benachbarte Bohrungen über einen Längsspalt zwischen den
Bohrungen miteinander verbunden sind und wobei innerhalb der Bohrungen
gelegene Schrauben mit Strömungsbegrenzungsmitteln versehen sind, um
stromaufwärtige Abschnitte von verhältnismäßig hohem Druck von
stromabwärtigen Abschnitten von verhältnismäßig niedrigem Druck zu begrenzen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Spalts zumindest in einem Teil der
Länge, der von gleicher Ausdehnung ist wie die Strömungsbegrenzungsmittel,
derart sind, daß das Verhältnis der Breite des Spalts zum Bohrungsdurchmesser
zwischen 0,1 bis 0,38 beträgt.
-
In einem anderen Gesichtspunkt beabsichtigt die Erfindung die Schaffung einer
Vorrichtung zur Behandlung von in diese zugeführtem Material und umfaßt ein
Gehäuse mit zwei kongruenten Bohrungen, die sich durch das Gehäuse
erstrecken, einem Einlaß, der sich durch das Gehäuse und in zumindest eine der
kongruenten Bohrungen erstreckt, einem Paar nicht miteinander kämmender
paralleler oder tangentialer, gemeinsam oder gegenläufig rotierender
Doppelschrauben, von denen jede innerhalb einer der Bohrungen gelegen ist, Mitteln,
die wirksam mit den Schrauben verbunden sind, um diese Schrauben zu drehen,
wobei die Schrauben Strömungsbegrenzungsmittel aufweisen, die auf jeder der
Schrauben angeordnet sind, wobei die Bohrungen einen Spaltbereich besitzen,
welcher vom Verhältnis der Breite zwischen einem Paar imaginärer paralleler
Linien definiert ist, wobei die Linien parallel zu einer Ebene sind, die von den
Mittellinien der Bohrungen bestimmt ist, wobei eine der imaginären Linien die
Oberseite des Spaltes berühren würde und die andere den Boden des Spaltes
berühren würde, geteilt durch den Bohrungsdurchmesser, wobei dieses
Verhältnis gleich oder geringer ist als 0,38 und von gleicher Ausdehnung ist wie
zumindest ein Abschnitt der Länge des Strömungsbegrenzungsmittels, und einem
Auslaß in der Vorrichtung zur Abgabe von in die Vorrichtung zugeführtem und
darin bearbeitetem Material; wobei die Vorrichtung derart ist, daß ein höherer
Gegendruck im Abschnitt des Extruders geschaffen wird, der unmittelbar vor
dem Abschnitt des Extruders gelegen ist, der das Spaltverhältnis von 0,1 bis
0,38 aufweist.
-
Diese Erfindung beabsichtigt auch die Schaffung eines Verfahrens zum
Behandeln von Material in einem Extruder, welches die Schritte aufweist: Einleiten
von Material in die Reaktions- oder Mischzone eines Extruders gemäß der
Erfindung mit zwei nicht miteinander kämmenden, gemeinsam oder gegenläufig
rotierenden Schrauben, die parallel oder tangential zueinander angeordnet sind
und mit einem Strömungsbegrenzungsmittel, das die Misch- oder Reaktionszone
von einer Niederdruckzone stromabwärts des Strömungsbegrenzungsmittels
trennt, Einstellen des Drucks in der Reaktions- oder Mischzone unabhängig vom
Druck in der Reaktions- oder Mischzone, Bewegen von Material unter einem
eingestellten Druck von der Reaktions- oder Mischzone in die Niederdruckzone
und Abgabe des Materials aus dem Extruder durch einen Abgabeauslaß.
-
Es wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen:
-
Fig. 1 ist eine geschnittene Draufsicht auf einen Extruder gemäß dieser
Erfindung;
-
Fig. 2 ist eine geschnittene Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
eines Extruders gemäß dieser Erfindung;
-
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, die ein
extern betriebenes Drucksteuermittel und einen Bypass-Kanal zeigt;
-
Fig. 4 ist eine Endansicht entlang der Linie 4-4 aus Fig. 1, die nur die
Schneckenbohrungen, das Extrudergehäuse und den Spalt zeigt.
-
Material wird durch den Einlaß 2 in den Extruder eingeleitet. Der Zuführabschnitt
4 der Schrauben 6 und 7 transportiert das Material dann an jedem der
Strömungsbegrenzungsmittel 8 und 10 vorbei in eine Schraubenreaktions- oder -
mischzone 12. Das Material wird in der Reaktions- oder Mischzone 12 von den
Misch- oder Reaktionsschraubenabschnitten 14 und 15 unter gewünschter
Temperatur und gewünschtem Druck bearbeitet. Die Misch- oder
Reaktionsschraubenabschnitte 14 und 15 transportieren die Materialien zu
Strömungsbegrenzungsmitteln 16 und 18 hin, die einen Gegendruck erzeugen. Druckabfall
von der Reaktions- oder Mischzone 12 wird minimiert aufgrund der engen
Toleranzen der Strömungsbegrenzungsmittel innerhalb der Wende der
Schneckenbohrungen (nicht gezeigt). Druckabfall wird auch reduziert aufgrund des
Ausschlusses oder der Reduktion des Spalt- oder Scheitelbereichs zwischen den
Schneckenbohrungen. Wenn Material über die Strömungsbegrenzungsmittel 16
und 18 hinaus und in einen stromabwärtigen Schraubenabschnitt 20
transportiert wird, ist der Druckabfall zwischen dem Reaktions- oder Mischabschnitt
12 und dem stromabwärtigen Abschnitt 20 wesentlich größer als wenn der Spalt
oder Scheitel nicht wesentlich reduziert worden wäre. Der Druckabfall zwischen
dem Reaktions- oder Mischabschnitt 12 und dem stromabwärtigen Abschnitt 20
kann eingestellt werden, falls dies gewünscht ist, indem ein Bypass-Mittel 22
vorgesehen wird, um die von den Strömungsbegrenzungsmitteln 16 und 18
geschaffenen Schmelzdichtungen zu umgehen. Das Bypass-Mittel 22 wird von
einem Bediener gesteuert und kann unabhängig von jeglichen Bedingungen wie
Temperatur oder Druck gesteuert werden, die stromaufwärts des
Extruderabschnitts 20 existieren können, in welchem Material vom Bypass-Kanal
abgeleitet wird.
-
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 3; wenn das Bypass-Ventil 26 vollständig
geschlossen ist, wird der gesamte Fluidstrom durch die Schmelzabdichtung
hindurchgezwängt, die von den Strömungsbegrenzungsmitteln 18 (16 ist nicht
gezeigt) geschaffen sind, welche mit den Schrauben 7 (6 ist nicht gezeigt)
verbunden sind, was einen sehr hohen Gegendruck bewirkt, in Abhängigkeit von
Fluidviskosität, dem Verhältnis und der Gestalt der Schrauben 7 (6 ist nicht
gezeigt). Das Bypass-Ventil 26 kann am Eingang, am Ausgang oder im
Mittelbereich des Bypass-Kanals 24 gelegen sein, seine Lage beruht auf den
Bedürfnissen des Verfahrens.
-
Wenn das Bypass-Ventil 26 des Bypass-Mittels 22 vollständig geöffnet ist, ist
der Druckabfall durch den Bypass-Kanal 24 typischerweise sehr gering, was es
der überwiegenden Mehrheit der Fluidschmelze gestattet, eher durch den
Bypass-Kanal 24 des Bypassmittels 20 zum stromabwärtigen Abschnitt 20 zu
fließen, als über das Strömungsbegrenzungsmittel 18. Wenn das Bypass-Mittel
22 vollständig geschlossen ist, wird das gesamte Prozeßfluid durch die
Schmelzdichtung hindurchgezwängt, die vom Strömungsbegrenzungsmittel 18
geschaffen ist, wie einem Kompounder, der mit der Schraube 7 verbunden ist, und der
Fluidmaterialstrom, der von der Schraube 7 in die Misch- oder Reaktionszone 12
vorgeschoben wird, wird gegen das Strömungsbegrenzungsmittel 18, wie einen
Kompounder gedrückt. Dieses resultiert in einem sehr hohen Druckverlust
zwischen der Reaktions- oder Mischzone 12 und der stromabwärtigen Zone oder
Auslaßzone 20. Die Einstellung des Bypass-Mittelventils 26 zwischen der
vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Position resultiert in einer
proportionalen Aufteilung des Prozeßfluids durch den Bypass-Kanal 24 und an
den Strömungsbegrenzungsmitteln 16 und 18 vorbei. Wenn das
Bypass-Mittelventil 26 vollständig geöffnet ist, wird das Prozeßmaterial eher durch den
Bypass-Kanal 24 mit einem reduzierten Druckverlust zwischen den Abschnitten
12 und 20 fließen. Wenn das Ventil 26 vollständig geschlossen ist, ist der
Druckverlust zwischen den Abschnitten 12 und 20 größer als wenn Ventil 26
vollständig geöffnet wäre. Die Einstellung des Ventils 26 zwischen der
vollständig geöffneten und der vollständig geschlossenen Stellung resultiert in
Druckverlusten zwischen dem Druckverlust, der von einer vollständig
geschlossenen Stellung oder einer vollständig geöffneten Stellung resultiert.
-
Das Strömungsbegrenzungsmittel, das einen Gegendruck erzeugt, ist kein
kritisches Merkmal dieser Erfindung. Zum Beispiel kann man einen weichen
Zylinder, der als Kompounder bekannt ist, verwenden. Andere
Strömungsbegrenzungsmittel können auch verwendet werden, wie eine Schraube mit
rückwärtsgerichteten Gewindegängen (nicht gezeigt), um den gewünschten
Gegendruck zu erzeugen. Andere geeignete Strömungsbegrenzungsmittel für
Extruder können im Stand der Technik gefunden werden.
-
Das Fluid stromaufwärts der Strömungsbegrenzungsmittel 16 und 18 wird durch
die Pumpwirkung der Schrauben 6 und 7 unter Druck gesetzt. Unter Ausnutzung
dieses Drucks wird das Fluid durch einen Bypass-Kanal 24 getrieben, welcher
den Fluidstrom aus dem Bereich zwischen den Strömungsbegrenzungsmitteln 16
und 18 und den Schneckenbohrungen 30 und 32 und dem vom Kanal 28
gebildeten Spalt aufteilt. Der aufgeteilte Strom wird durch den Bypass-Kanal 24
von der stromaufwärtigen Zone 12 zur stromabwärtigen Zone 20 von der
Druckdifferenz zwischen diesen Zonen transportiert. Der Bypass-Kanal 24 kann von
jeder geeigneten Querschnittsgestalt sein, aber eine kreisförmige Gestalt wird
bevorzugt. Der Bypass-Kanal 24 kann in die Schnecke eingeschnitten sein und
somit ein integrales Teil der Schnecke sein oder kann außerhalb der Schnecke
geführt sein. Das verwendete Bypass-Mittel ist kein kritisches Merkmal der
Erfindung und geeignete alternative Bypass-Mittel sind dem Fachmann geläufig.
-
Der Bypass-Kanal 24 kann selbst mit einem Mittel befestigt sein, wie einem
extern betätigten Ventil 26, um das Verhältnis zwischen dem durch den Bypass-
Kanal 24 strömenden Fluidvolumen und dem durch die Schneckenbohrungen 30
und 32 hindurch, um die Strömungsbegrenzungsmittel 16 und 18 herum und
zwischen ihnen hindurch strömenden Fluidvolumen einzustellen. Diese äußere
Einstellung gestattet es dem Bediener, den Druckabfall zwischen der
stromaufwärtigen Zone und der stromabwärtigen Zone unabhängig von der Schraube
und von gegenwärtigen Betriebszuständen einzustellen.
-
Der Spalt 34 oder Scheitel zwischen den Schneckenbohrungen 30 und 32 ist im
wesentlichen reduziert oder weggelassen, um einen höheren Gegendruck in der
Reaktions- oder Mischzone 12 zu schaffen, indem die Leckage durch den Spalt
34 oder Scheitel aus der Reaktionszone 12 in eine Zone niedrigeren Drucks 20
zu reduziert oder eliminiert wird, welche stromabwärts der Reaktions- oder
Mischzone 12 liegt. Die Größe des Spalts 34 wird bestimmt durch das Verhältnis
der Breite zwischen einem Paar von imaginären parallelen Linien (A und A'),
wobei diese Linien parallel zu einer Ebene liegen, die von den
Bohrungsmittellinien definiert ist, wobei eine der imaginären Linien die Oberseite des Spaltes 34
und die andere den Boden des Spaltes 34 berühren würde. Diese Breite stellt den
Zähler zur Bestimmung des Verhältnisses des Spalts 34 dar. Der Nenner zur
Bestimmung des Spaltverhältnisses wird bestimmt vom Durchmesser der
Schneckenbohrung.
-
Um die Vorteile dieser Erfindung zu erhalten, sollte das Spaltverhhältnis
zwischen 0,1 und 0,38 liegen.
-
Damit die Reduktion des Spalts 34 oder Scheitels die Erzeugung eines größeren
Gegendrucks bewirkt, muß die Reduktion 36 (in Fig. 3 in Phantomlinien gezeigt)
nur auftreten, wo die Kompounder 16 und 18 gelegen sind, und muß nicht
entlang der gesamten Länge der Schneckenbohrungen 30 und 32 bestehen. Es
ist weiterhin wirksam beim Erzeugen eines größeren Gegendrucks, wenn der
reduzierte Spalt 34 sich gemeinsam mit einem Abschnitt der Länge des
Kompounders, wie einem Viertel oder weniger, erstreckt. Vorzugsweise ist die Länge
der Spaltreduktion jedoch von gleicher Ausdehnung wie die Länge des
Kompounders.
-
Es wird sogar weiter bevorzugt, daß das Spaltverhältnis zwischen 0,1 und 0,25
liegt.
-
Um die Eigenschaften dieser Erfindung und die Art und Weise von deren
Ausführung noch vollständiger darzustellen, werden die nachfolgenden Beispiele
angegeben.
-
Der in den Beispielen 3, 4 und 5 verwendete Bypass-Kanal besitzt einen
kreisför
migen Querschnitt von 1,11 3 cm (0,438 inch) Durchmesser. Ein
Viertelumdrehungs-Kugelventil wird verwendet, um den Druckabfall zwischen benachbarten
Extruderabschnitten zu verändern. Die Ventileinstellung ist mit einem
kreisförmigen Loch versehen, dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des Bypass-
Kanals ist. Eine Ventilstellung von 0º entspricht einem vollständig geschlossenen
Ventil und eine Ventilstellung von 90º entspricht einem vollständig geöffneten
Ventil. Ventilstellungen zwischen 0º und 90º bezeichnen den Grad, zu welchem
das Bypass-Ventil offen ist. Die Beziehung zwischen Flußfläche und
Ventilstellung für die Beispiele 3 bis 5 ist nicht linear. Die Bypass-Ventilkonstruktion,
die für die Beispiele 7 und 9 bis 12 verwendet wurde, ist ähnlich jener, dis für
die Beispiele 3 bis 5 verwendet wurde, mit Ausnahme davon, daß die
Ventileinstellung so ausgestaltet ist, daß sie eine lineare Beziehung zwischen der
Flußfläche und der Ventilstellung schafft. Das Ventil der Beispiele 7 und 9 bis 12
drehte sich auch von 0º bis 90º. 0º spiegelt jedoch eine vollständig geöffnete
Position und 90º spiegelt eine vollständig geschlossene Position wieder.
Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
-
Der Zweck dieses Beispiels ist es, den Druckabfall zwischen der Hochdruckzone
und einer benachbarten Zone zu illustrieren, wenn ein herkömmlicher
Doppelschraubenextruder verwendet wird. In einem nichtkämmenden, gegenläufig
rotierenden Doppelschraubenextruder mit 2,03 cm (0,8 inch) Durchmesser, der
ein Spaltverhältnis von 0,384 aufweist, ist eine Polyglutarimid-Schmelze mit
einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 140.000 hinzugefügt.
Die Temperatur in der Reaktions- oder Mischzone des Extruders beträgt 275ºC.
Die Abgabe- und Devolatisationszone des Extruders ist unter Vakuum gehalten.
Die Zonen sind durch die Verwendung eines 6,1 cm (2,4 inch) langen
zylindrischen Kompounders mit 2,04 cm (0,805 inch) Durchmesser getrennt. Die
Polyglutarimid-Schmelze wird durch die zylindrische Dichtung in einem Verhältnis
von 61 g/min und einer Schraubengeschwindigkeit von 300 min gepumpt. Der
Druckabfall über den Kompounder zwischen der Misch- oder Reaktionszone und
der Abgabezone, wo die Devolatisation stattfindet, wird gemessen unter
Verwendung einer "Dynisco"-Schmelzdrucksonde, die in der Nähe der
stromaufwär
tigen Kante des Kompounders gelegen ist. Ein Druckabfall von 674,188 · 10³ N
/ m² pro cm (250 psig/in) Kompounderlänge wird festgestellt.
Beispiel 2
-
Die Prozedur des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß das
Spaltverhältnis 0,303 beträgt. Der wie im Beispiel 1 gemessene Druckabfall zwischen
der Reaktions- oder Mischzone und der Abgabzone beträgt 1798,736 · 10³ N /
m² pro cm (667 psig/in) Kompounderlänge.
-
Für die Beispiele 3 bis 5 ist eine Ventilstellung von 0º ein vollständig
geschlossenes Ventil und eine Ventilstellung von 90º ist ein vollständig geöffnetes Ventil.
Beispiel 3
-
Die Prozedur des Beispiels 2 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die
verwendete Ausrüstung ein Bypass-Ventil enthält mit einem Kanal zwischen der
Reaktions- oder Mischzone und der Abgabzone und daß die verwendeten
Kompounder auf jeder der Schrauben eine Serie von drei miteinander verbundenen
weichen zylindrischen Kompoundern umfassen, wobei der mittlere Kompounder
1,4 inch lang ist und 1,93 cm (0,76 inch) im Durchmesser beträgt und daß jeder
der beiden Endkompounder 2,03 cm (0,8 inch) lang ist und 2,03 (0,8 inch) im
Durchmesser beträgt. Die verwendete Temperatur in der Reaktionszone beträgt
280ºC und das verwendete Material ist Polymethylmethacrylat mit einem
gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 140.000. Das Pumpverhältnis
durch den Kompounder beträgt 113 g/min. Die verwendete
Schraubengeschwindigkeit beträgt 370 min&supmin;¹. Im Beispiel 3 ist die Ventilstellung auf 20 gesetzt. Der
Druckabfall, der wie im Beispiel 1 gemessen wird beträgt
647,221 · 10³ N 1 m² pro cm (240 psig/in) Kompounderlänge.
Beispiel 4
-
Die Prozedur des Beispiels 3 wird wiederholt mit Ausnahme davon, daß die
verwendete Ventilposition 25 ist. Der gemessene Druckabfall beträgt 269,676
x 10³ N / m² pro cm (100 psig/in) Kompounderlänge.
Beispiel 5
-
Die Prozedur vom Beispiel 3 wird wiederholt, mit Ausnahme davon, daß die
Ventilposition 30 ist. Der Druckabfall für das Beispiel 5 beträgt 188,773 · 10³
N / m² pro cm (70 psig/in) Kompounderlänge.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)
-
Einem nicht kämmenden, gegenläufig rotierenden Doppelschraubenextruder mit
zwei inch Durchmesser, der mit zwei Kompoundern versehen ist, welche
rückwärtsgerichtete Gewindegänge mit 0,9 inch Steigung aufweisen und welche
15,24 cm (6 inch) lang sind und 4,57 cm (1,8 inch) Wurzeldurchmesser haben,
wird eine Polyglutarimid-Schmelze zugeführt, die ein gewichtsdurchschnittliches
Molekulargewicht von 90.000 hat. Das verwendete Spaltverhältnis ist 0,406.
Die Temperatur in der Reaktions- oder Mischzone wird auf 262ºC gehalten. Die
Polyglutarimid-Schmelze wird durch den Kompounder mit rückwärtsgerichteten
Gewindegängen in einem Verhältnis von 173,7 kg (383 lbs.) pro Stunde
hindurchgepumpt unter Verwendung einer Schraubengeschwindigkeit von 500 min
¹. Ein Druckabfall von 420,694 · 103 N / m² pro cm (156 psig/in)
Kompounderlänge wird gemessen.
-
Für die Beispiele 7 und 9 bis 12 spiegelt eine Ventilposition von 0º eine
vollständig geöffnete Position und eine Ventilposition von 90º eine vollständig
geschlossene Position wieder.
Beispiel 7
-
Die Prozedur vom Beispiel 6 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß ein Bypass-
Ventil vorgesehen ist und in einer geschlossenen Position gehalten wird, so daß
kein Bypass des Kompounders durch den Bypass-Kanal existiert. Das
verwendete Spaltverhältnis ist 0,29. Ein Druckabfall von 690,370 · 103 N / m² pro cm
(256 psig/in) Kompounderlänge wird zwischen der Schmelz- oder Reaktionszone
und der Abgabe- oder Devolatisationszone gemessen.
Beispiel 8 (Vergleichsbeispiel)
-
Die Ausstattung des Beispiels 6 wird für das Beispiel 8 verwendet
(Spaltverhältnis von 0,406). Das Molekulargewicht des verwendeten Polyglutarimids beträgt
140.000 gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht. Das Polyglutarimid wird
in einem Verhältnis von 114,3 kg (252 lbs.) pro Stunde gepumpt. Die in der
Reaktions- oder Mischzone verwendete Temperatur beträgt 257ºC. Kein
Bypass-Mittel ist vorgesehen. Ein Druckabfall von 760,485 · 10³ N / m² pro cm
(282 psig/in) Kompounderlänge zwischen der Reaktions- oder Mischzone und der
Abgabezone wird gemessen.
Beispiel 9
-
Die Prozedur vom Beispiel 8 wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Bypass-
Mittel, welches ein Bypass-Ventil umfaßt, vorgesehen ist. Das Bypass-Ventil
wird in einer geschlossenen Position gehalten. Das Spaltverhältnis beträgt 0,29.
Der von der Reaktions- oder Mischzone zur Abgabezone erhaltene Druckabfall
beträgt 1415,797 · 10³ N / m² pro cm (525 psig/in) Kompounderlänge.
Beispiele 10-12
-
Es werden die Ausstattung und das Material vom Beispiel 7 verwendet. Das
Strömungsverhältnis beträgt 114,3 kg (252 lbs.) pro Stunde eines
Polyglutarimids mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht vom 90.000. Die
in der Reaktions- und Mischzone aufrechterhaltene Temperatur beträgt 240ºC.
Die folgenden Druckabfälle zwischen der Reaktions- oder Mischzone und der
Abgabe- oder Devolatisatisationszone werden erhalten.