بررسی اثر قطر قالب بر روی خواص ساختاری فوم های پلی اتیلن تولیدشده به روش اکستروژن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

4 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

10.22034/ijme.2024.433989.1907

چکیده

فوم‌های پلیمری به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند وزن سبک، خاصیت عایق حرارتی و عایق صوتی از اهمیت بالایی برخوردار هستند. همچنین در تولید فوم‌های پلیمری به دلیل استفاده از مواد کمتر، باعث صرفه‌جویی در مصرف مواد اولیه گردیده، درنتیجه کاهش آلودگی در محیط‌زیست را به همراه دارد. محققان نشان داده‌اند که با افزایش چگالی سلولی و کاهش اندازه سلولی از طریق افزایش نرخ افت فشار سیستم با تغییرات در هندسه قالب خروجی اکستروژن می‌توان به خواص ساختاری بهتر فوم‌های پلیمری دست‌یافت. در این تحقیق، اثر هندسه قالب شامل قطر قالب بر خواص ساختاری فـوم‌های پلی‌اتیلـن تولیدشده به روش فوم فیزیکی اکسـتروژن با عامل فوم‌زای گاز دی-اکسیدکربن و در دمای فرآیندی 130 درجه سانتی‌گراد و عامل هسته‌زا تالک در ‌2 درصد وزنی با قالب‌هایی به قطرهای 1، 2 و 3 میلی‌متر برای ایجاد نرخ افت فشارهای متفاوت بررسی‌شده است. بررسی نتایج چگالی و تصاویر ساختاری نمونه‌ها نشان داد که کاهش قطر نازل خروجی باعث افزایش فشار سیستم شده که این افزایش در قالب 1 میلی‌متری، غلبه فشار سیستم به فشار تزریق گاز را در پی داشته و باعث عدم ورود گاز به میزان کافی به داخـل سیسـتم شده است. در نمونه با قالب 2 میلی‌متری فشار گاز ورودی به سیستم فراتر بوده و انبساط حدود 25/2 برابر حاصل‌شده است که این مقدار نسبت به قالب 1 و 3 میلی‌متری بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of die diameter on the structural properties of extruded polyethylene foams

نویسندگان [English]

  • nima feizlou 1
  • Taher Azdast 2
  • Rezgar Hasanzadeh 3
  • Milad Rostami 4
  • nima ashrafi 1
1 MSc Graduate, Faculty of Mechanical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
2 Professor, Department of Mechanical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
3 Faculty of Mechanical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
4 PhD Student, Faculty of Mechanical Engineering, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

Polymeric foams are of great importance due to their special features such as lightweight, heat, and sound insulation properties. Also, production of polymeric foams saves the consumption of materials due to the use of less raw materials. As a result, it reduces the pollution in the environment. Researchers have shown that by increasing the cell density and decreasing the cell size, better properties of polymeric foams can be achieved. It is accessible by increasing the pressure drop rate of the system with changes in the geometry of the extrusion mold. In this research, the effect of mold geometry, including mold diameter, was assessed on the structural properties of polyethylene foams produced by the physical foam extrusion method with carbon dioxide foaming agent at a process temperature of 130 °C and 2 wt% of nucleating agent. The diameter of the mold was set at 1, 2, and 3 mm to create different pressure drop rates. The results showed that the decrease in the diameter of the nozzle caused an increase in the system pressure. This increase of 1 mm resulted in the system pressure prevailing over the gas injection pressure and caused insufficient gas to enter the system. In the sample with a 2 mm, the pressure of the gas entering the system was higher and the expansion was about 2.25 times, which is more than the 1 and 3 mm molds.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Extrusion foam
  • mold geometry
  • polymeric foams
  • structural properties