압출성형가공보고서(고분자가공)

소개글

압출성형가공보고서(고분자가공)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

= 목 차 =

1. 실험목적 1
2. 이 론 1
3. 실험기기 의 구성 5
4. 실험방법 11
5. 실험결과 12
6. 토의고찰 13

본문내용

40 ~ 70
⑥ 다이 크기와 토출량과의 관계
다이의 오리피스 직경 10mm 당 토출량은 1~1.4kg/hr 정도가 적당하며 인플레이션 필름의 경우 오리피스 직경과 토출량과의 관계는 [표 6]과 같다.
[표 6] 오리피스의 직경에 대한 압출량
오리피스 직경 D(inch)
압출량 Q(lb/hr)
1.25
2
2.5
3.5
4.5
6
8
35
110
200
460
850
1,760
3,650
4. 실험방법
이번 실험은 rpm 과 MI (molding index) 그리고 스크류의 속도 rpm 의 관계에 대해서 알아보고저 하는 실험을 한다.
(1) 압출기 가동
(2) 압출기와 연결된 컴퓨터에 있는 소프트웨어로 압출기 배럴의 온도를 설정한다.
- 작업하고자 하는 수지에 맞게 셋팅한다
- 보통 작업하고자 하는 수지의 tm 보다 10~20도 정도 높여서 셋팅한다.
(3) 배럴이 셋팅된 온도에 이를 때 까지 기다린다.
(4) 배럴과 스크류를 분리해서 압출가공 전에 청소를 한다. 여유치 않다면 퍼징 과정을
확실히 해준다
- 퍼징하는 수지는 배럴의 온도와 관계를 생각하여 투입하여 야 하며 대개 PP가 좋다
(5) 배럴의 온도가 원하는 온도에 적합한가 확인하고 원료를 투입한다.
(6) 프로그램을 이용하여 작업하고자 하는 rpm 을 셋팅한다.
(7) 본격적인 실험 전에 퍼징용 pp 를 이용하여 압출기 내부 배럴을 충분히 청소해준다.
(8) 변수를 서로 다른 MI 를 가진 수지와 서로 다른 RPM 의 두가지 변수를 갖고 정해
진 시간에 맞추어 스트레인을 1공 다이를 통하여 토출해 낸다.
(9) 저울을 이용하여 스트레인의 무게를 측정하여 압출된 고분자의 무게를 얻는다.
그림 1.<압출기 전체적인 모습>
5. 실험결과
그림 2. <압출기 다이로 압출된 스트레인이 나오고 있는 모습>
퍼징뒤 두 수지의 실험군으로 우리조는 총 네가지 스트레인 엮인 덩어리를 얻어내었다. 실험시 다이쉘 현상을 조금 볼 수 있었다.
각 군은 실험시간 3분으로 압출 한 양이다.
온도는 호퍼로부터 다이까지 순서
195℃ 195℃ 210℃ 200℃
RPM
10
30
50
MI 2(gram)
7.0
30.8
51.9
MI 5(gram)
15.2
46.4
73.4
6. 토의 및 고찰
우리조는 두가지 pp 계열의 MI 흐름성이 다른 수지를 가지고 실험에 임하였다.
예상과는 달리 이축혼련 압출기를 쓰진 않았고 단축 스크류 압출기로 실험하였다.
오히려 기기 구조는 사출기에 더욱 가까워 보이는 듯 하다.
수조탱크의 냉각이나 펠렛타이져를 통하여 분쇄하는 과정없이 1개의 다이홀로 긴 스트레인을 압출해 내는 과정을 거쳤다.
본격적인 실험전에 압출기 내부에 있는 다른 잔여물을 청소해 주기 위해 퍼징용 PP 수지로 퍼징과정을 거쳤다. 이 잔여물들은 전 작업시 남아있던 수지나 그 장기간 열에 방치되어 분해된 잔해물로 써 우리가 실험하고자 하는 수지에 영향을 미추지 않기 위하여 퍼징해준다. 퍼징 과정시 퍼징용 수지가 다이쪽으로 나오면서 배럴 안의 잔여물들을 깨끗이 밀어 내 줘야 하는데 다이쪽으로 잘 나오지 않았다. 그래서 두차례 다이를 압출기 배럴로부터 분리하면서 수지를 꺼내었다. 이 현상에 대한 소견은 퍼징용 PP 계열 수지에 PP 보다 tm 이 높은 수지가 조금 섞여 들어가서 잘 녹지 않거나 압출기 내부에 있던 잔여물이 PP 수지보다 높은 tm 을 가져 현재 셋팅된 압출기 배럴내에서는 녹기 힘들기 때문에 다이쪽으로 밀려나오는데 어려움을 겪지 않았나 추정된다. 퍼징뒤에 실험하고자 하는 MI 가 다른 두가지 PP 를 가지고 RPM 조건을 달리하면서 압출실험을 하였다. RPM,MI 의 변수를 두고 총 네 가지의 스트레인뭉치를 얻어내었다.
RPM 에 관해서는 높을 수록 더 많은 압출량을 얻어내었다. 이는 RPM 의 속도가 압출량에 비례한다는 결과를 얻었다. 스크류의 속도가 빠를 수록 혼련되고 밀려나는 수지가 많으므로 더 많은 압출량을 갖게 된다는 결론을 얻었다. RPM 과 비례하여 압출량이 늘어나지만 RPM 이 늘어나는 비율에 따라 똑같은 비율로 압출량이 늘어 나진 않는듯 하다. 압출량이 많아 지긴 하지만 배럴의 용량과 다이의 크기라는 고정 조건 때문에 압출량이 늘어나는 비율에는 한계가 있다고 결론 지었다. 또한 배럴 내에서의 체류시간에 따라 고분자는 더욱 녹거나 분해 되기도 한다.
MI 에 관해서는 MI 가 높을 수록 더 많은 압출량을 얻어내었다. 이는 MI 가 높을 수록 압출 작업이 더욱 용이 함을 나타낸다. MI 는 흐름성 지수로서 분자사슬간의 미끄러짐의 척도를 의미한다. 결국 그 흐름성이 좋을 수록 수지는 다이밖으로 밀려나기가 MI 가 상대적으로 낮은 수지보다 용이하다. MI 가 높아서 작업이 잘 되는 수지만이 꼭 좋은 수지는 아닌듯 하다. 고분자는 그 용도에 맞게 쓰일 뿐이지 MI 가 고분자 자체의 좋고 나쁨을 구별 하는 기준이 되긴 힘들다. 어떤 용도로는 MI 가 낮아 분자량이 높은 고분자를 요구하는 반면 어떤 용도는 MI 가 높고 분자량이 높은 고분자를 요구하는 경우가 있을 것 이다. 예를들면 플라스틱 책상이나 걸상은 강도가 좋아야 한다. 더군다나 성형시에 복잡한 구조를 갖지 않기 때문에 낮은 흐름성을 갖는 수지라 할지라도 사출 작업이 용이 할 것이다. 반면 플라스틱을 원료로 한 복잡한 기계부품 같은 경우는 수지의 흐름성이 좋아야 사출뒤에 금형에 수지가 금형에 채워지기 용이 할 것으로 생각된다.
이번 실험에서는 압출량을 측정 하는 과정에서 얻어낸 스트레인을 잘 엮어 용기에 담아 무게를 측정 하였지만 스트레인을 냉각뒤에 펠레타이져로 펠렛형태로 만들었으면 더욱 용이 하지 않았을까 싶다. 실험 중간에 스트레인을 뽑아 내는 과정에서 다이쉘을 관찰하였다. 다이쉘 현상이 생긴다 하더라도 이번과 같은 시험에서는 스트레인을 밑으로 떨어 트리기 때문에 그 끄는 힘에 의해서 다시 가늘어 지는 모습을 볼 수 있었다. 혹은 다이쉘이 수지나 배럴내의 수분이나 기타 가스에 의해서도 생길 수 있다고 추측해 본다. 실제 실험실에서 발포를 위한 가스를 사용 하는데 그와 같은 원리로 수분이나 열분해시 생기는 가스가 다이쉘을 야기 할 수 있지 않을까 추정해본다.

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