O que determina o parafuso único ou duplo na produção de filmes?

1. Aplicação típica da extrusora de parafuso único: Filme LDPE (polietileno de baixa densidade)
• Propriedades do material:

 LDPE has low melt viscosity (MFI 0.2~50 g/10min), good thermal stability (decomposition temperature>300 graus), não é fácil de degradar durante o processamento e tem baixos requisitos de mistura e exaustão .
• Adaptabilidade do processo:
• Plastificação simples: A única rosca pode alcançar a homogeneização do fundido através da seção de compressão sem cisalhamento complexo.
• Baixa proteção contra cisalhamento: Evite a quebra da cadeia molecular de PEBD devido ao cisalhamento excessivo, afetando assim a tenacidade dos produtos de filme.
• Eficiência econômica: O equipamento de rosca única tem baixo custo e é adequado para produção em larga escala de filmes em geral, como filmes de embalagem e filmes de cobertura morta agrícola.
•Caso:
Na produção de filmes agrícolas para estufas, a extrusora de rosca única usa o design "seção de rosca barreira" para extrudar o fundido a uma velocidade de 15 ~ 20 rpm, e o consumo de energia é reduzido em 30% em comparação com a rosca dupla .
2. Aplicações típicas de extrusoras de rosca dupla: Filme BOPET (poliéster biaxialmente orientado)
• Propriedades do material:
O PET tem um alto ponto de fusão (260 graus), é facilmente hidrolisado (requer secagem rigorosa), tem uma janela de processamento estreita (270-290 graus) e requer a adição de masterbatches funcionais, como agentes antiadesivos e agentes antiestáticos.
• Adaptabilidade do processo:
• Mistura eficiente: A área de malha de rosca dupla força o transportador a obter dispersão de aditivos em nível nanométrico (como SiO₂) para evitar defeitos de "ponta de cristal".
• Exaustão precisa: exaustão a vácuo em vários estágios (o teor de água cai de 500 ppm para <50 ppm) to prevent hydrolysis and degradation of PET melt.
• Cisalhamento controlável: A taxa de cisalhamento é ajustada através da combinação de parafusos (como o ângulo do bloco de mordida) para evitar a oxidação térmica do PET (queda de viscosidade menor ou igual a 5%).
•Caso:
Na produção de filme BOPET de grau eletrônico, a extrusora de rosca dupla adota uma combinação de "rosca co-rotativa de alto cisalhamento" para obter uniformidade de fusão a 290 graus, e o erro de flutuação da viscosidade de fusão é inferior a 2% .

1. Sensibilidade térmica do material e janela de processamento
• Cenários aplicáveis para parafusos duplos:
Quando o material tem baixa estabilidade térmica (como PET, PLA) e uma janela estreita de temperatura de processamento (<20°C), the short residence time (1~3 minutes) and precise temperature control of the twin screw can reduce thermal degradation.
Exemplo: O PET se degradará significativamente se permanecer a 290 graus por mais de 5 minutos . O parafuso duplo pode encurtar o tempo de residência para menos de 2 minutos usando uma alta velocidade de 300 ~ 500 rpm .
2. Dispersão de aditivos e requisitos de modificação funcional
• Vantagens dos parafusos duplos:
When a high proportion (>5%) de cargas (como carbonato de cálcio, TiO₂) ou masterbatches funcionais (retardadores de chama, agentes anti-UV) precisam ser adicionados, as fortes capacidades de mistura de cisalhamento e distribuição da rosca dupla podem evitar aglomeração.
Exemplo: 5% de nanoargila é adicionado ao filme BOPET de alta barreira, e o design estrutural da rosca dupla permite que ela seja descascada e dispersa em uma única camada (o espaçamento entre camadas é reduzido de 10 nm para 1 nm) .
3. Complexidade do processo e requisitos de exaustão
• Necessidade de parafusos duplos:
Quando os materiais contêm voláteis (como umidade, resíduos de monômero) ou requerem extrusão de reação em vários estágios (como modificação de enxerto), as portas de exaustão múltipla e o design modular de parafusos duplos podem alcançar uma desvolatilização eficiente.
Exemplo: Ao produzir filme PLA biodegradável, a rosca dupla reduz a umidade de 0.1% para 0,005% por meio de exaustão a vácuo de dois estágios (-0.08 MPa) para evitar bolhas na superfície do filme.
4. Trade-off entre economia e escala de produção
• Cenários aplicáveis de parafusos individuais:
For general-purpose films (such as PE cling film) with low mixing requirements and large output (>1000 kg/h), o baixo consumo de energia e o baixo custo de manutenção dos parafusos individuais são mais vantajosos.
Exemplo: Na linha de produção de sacolas de compras HDPE, a extrusora de rosca única funciona a uma produção de 800 kg/h e o consumo de energia por tonelada é 40% menor do que o da rosca dupla.

(1) Para materiais sensíveis ao calor, altamente preenchidos e modificados, geralmente escolhemos parafusos duplos, enquanto para materiais estáveis, simples e gerais, geralmente escolhemos parafusos simples .

(2) Em termos de complexidade do processo, se for necessária extrusão de exaustão e reação de cisalhamento em vários estágios, geralmente escolhemos parafusos duplos; Para materiais que requerem apenas plastificação simples, escolhemos parafusos simples.

(3) Com o rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia, os parafusos duplos adicionarão novas tecnologias, como detecção on-line (como detecção infravermelha de uniformidade de fusão) e controle inteligente de temperatura no futuro; Os parafusos únicos podem fingir ser misturadores estáticos e segmentos de parafusos de barreira para melhorar as capacidades de mistura e atingir 80% das capacidades de mistura dos parafusos duplos.