Di dunia saat ini, keberlanjutan dengan cepat berubah dari sekadar keunggulan pemasaran menjadi sebuah kebutuhan nyata. Karena perubahan ini, para pengolah semakin berupaya untuk memasukkan plastik daur ulang pasca-konsumsi (PCR) ke dalam aliran material mereka. Mencampur sedikit plastik daur ulang dengan resin murni itu mudah. Namun, menggunakan 100% PCR jauh lebih sulit. Hal ini memengaruhi kinerja sekrup dan laras Anda.
Material daur ulang berperilaku berbeda dari resin murni. Anda tidak hanya memperkenalkan variabilitas dan kontaminasi ke dalam proses Anda, tetapi Anda juga dihadapkan pada aliran lelehan yang tidak stabil dan sensitivitas geser yang tidak terduga. Jika Anda ingin berhasil menjalankan PCR 100%, Anda tidak hanya perlu menyesuaikan proses Anda, tetapi Anda juga perlu memahami bagaimana sekrup dan laras Anda berinteraksi dengan material tersebut.
Artikel ini akan membahas cara memproses PCR 100% dan mengatasi tantangannya.
Hal-hal yang Perlu Dipertimbangkan Saat Memproses PCR 100%
Perbedaan utama saat memproses PCR adalah Anda tidak tahu apa yang akan Anda dapatkan.
Plastik daur ulang berasal dari berbagai sumber, yang berarti bahwa material yang Anda proses dapat memiliki berat molekul, kadar air, dan kontaminasi yang sangat bervariasi. Perbedaan ini akan memengaruhi bagaimana material tersebut mengalir saat dilelehkan dan bagaimana perilakunya di bawah tekanan geser.
Variabilitas semacam itu menimbulkan beberapa masalah utama.
1- Ketidakstabilan leleh
Masalah terbesar adalah ketidakstabilan leleh. PCR akan terdegradasi lebih cepat daripada resin baru. Hal ini menyebabkan viskositas yang tidak konsisten dan sifat aliran yang buruk. Tantangan lainnya adalah kontaminan. Seringkali, Anda akan menemukan potongan kertas, partikel logam, atau polimer yang terdegradasi bercampur dalam material Anda. Kontaminan ini dapat menyebabkan cacat permukaan pada komponen Anda dan merusak peralatan Anda.
2- Sensitivitas terhadap kelembapan
Penting juga untuk dicatat bahwa kelembapan merupakan faktor besar dalam pemrosesan 100% PCR. Sebagian besar material daur ulang rentan terhadap penyerapan kelembapan. Saat material meleleh, kelembapan apa pun akan menciptakan uap dan menghasilkan gelembung, rongga, dan cacat permukaan pada komponen Anda. Anda bisa memiliki desain sekrup terbaik di dunia, tetapi jika material Anda tidak dikeringkan dengan benar, Anda akan mengalami masalah.
Menangani masalah-masalah ini sebagian merupakan proses, sebagian lagi desain sekrup dan laras. Mari kita bahas beberapa hal penting yang perlu diperhatikan saat memproses PCR 100%.
Mengapa Desain Ulir dan Laras Lebih Penting dengan PCR
PCR 100% tidak dapat diproses menggunakan sekrup serbaguna. Aliran leleh PCR dapat bervariasi karena indeks aliran leleh, kontaminasi, degradasi, dll. Sekrup yang dirancang untuk menstabilkan lelehan dapat bermanfaat untuk memproses PCR.
Sekrup penghalang dapat membantu mengurangi ketidakstabilan lelehan melalui desainnya, dengan memaksa polimer padat dan cair untuk dipisahkan selama pemrosesan. Sekrup penghalang memiliki ulir penghalang, yang, alih-alih membiarkan material yang sebagian meleleh mengalir ke depan ke bagian sekrup berikutnya, memaksa material masuk ke dalam dua saluran yang berbeda.
Untuk material PCR, pemisahan ini menjadi sangat penting. Plastik daur ulang sering mengandung partikel yang meleleh dengan kecepatan berbeda. Saat memproses PCR, hal ini penting karena plastik daur ulang dapat memiliki partikel yang meleleh dengan kecepatan berbeda dari sebagian besar material.
Tanpa memisahkan lelehan dari padatan, ketidakstabilan aliran, butiran yang tidak meleleh, dan cacat permukaan lelehan dapat terjadi. Bagian pencampuran distributif dan pencampuran dispersif, seperti mixer Maddock atau elemen pencampuran spiral, sangat meningkatkan pencampuran aditif, pewarna, dan aliran lelehan untuk menghasilkan lelehan yang lebih seragam, lebih sedikit cacat visual, dan kinerja komponen yang lebih baik.
Pemrosesan material PCR membutuhkan perhatian ekstra pada pencampuran untuk membantu mengatasi kontaminan, variasi warna, fraksi polimer yang terdegradasi, dll. Penting untuk dicatat bahwa desain sekrup untuk PCR tidak boleh terlalu banyak menggeser material. Meskipun pencampuran membantu homogenitas, hal itu juga dapat meningkatkan degradasi polimer. Sekrup penghalang dengan sedikit pencampuran akan ideal.
Peran Desain Sekrup yang Dioptimalkan
Memiliki desain sekrup yang tepat dapat menjadi perbedaan antara pemrosesan yang stabil dan fluktuasi yang konstan. Sekrup Anda dapat membantu mengatasi beberapa ketidakkonsistenan material yang Anda lihat saat menjalankan PCR. Sekrup yang dikonfigurasi dengan benar dapat membantu melelehkan material Anda secara lebih konsisten dan mencampurnya secara lebih merata.
Saat menjalankan PCR, Anda biasanya memerlukan sekrup dengan jenis tertentu. bagian penghalang atau pencampuran. Bagian pembatas dan pencampuran membantu memisahkan material padat dari material cair. Hal ini memungkinkan peleburan yang lebih sempurna sebelum injeksi/ekstrusi. Pencampuran yang lebih baik juga meningkatkan penyebaran warna dan membatasi jumlah partikel yang tidak meleleh.
Rasio kompresi mengacu pada seberapa besar material dikompresi selama proses peleburan, pemberian tekanan, dan pengangkutan oleh sekrup. Ini adalah perbandingan kedalaman saluran di bagian pemasukan dibandingkan dengan bagian pengukuran. Banyak perancang sekrup akan menggunakan rasio kompresi tinggi untuk menciptakan lebih banyak geseran dan mencoba memaksa peleburan 100% PCR.
Masalahnya adalah sebagian besar material daur ulang mengalami degradasi dan sensitif terhadap panas karena riwayat termalnya. Rasio kompresi yang tinggi memaksa material mengalami semakin banyak gesekan saat bergerak di sepanjang sekrup, sehingga menghasilkan lebih banyak panas gesekan. Panas gesekan, pada gilirannya, semakin mendegradasi polimer.
Begitu Anda mulai merusak lelehan, biasanya kondisinya akan semakin buruk. Secara visual, lelehan akan tampak lebih gelap. Viskositas akan turun dengan kecepatan yang tidak terkendali. Sifat mekanik produk akhir Anda akan mulai menurun. Anda bahkan dapat menghasilkan gas dan partikel yang terbakar, yang menyebabkan bintik-bintik hitam dan cacat permukaan.
Dengan menggunakan sekrup dengan rasio kompresi yang lebih rendah, Anda mengurangi jumlah gaya geser yang diberikan pada material. Hal ini memungkinkan peleburan yang lebih stabil karena Anda tidak secara agresif melelehkan material dengan panas geser. Anda melelehkan material secara bertahap.
Sekali lagi, sebagian besar aplikasi PCR akan berjalan lebih baik dengan rasio kompresi yang lebih rendah dalam kisaran 2:1–2,5:1. Kisaran ini dapat bervariasi tergantung pada polimer yang diproses dan kontaminasi material.
Rasio kompresi hanyalah salah satu variabel yang perlu bekerja selaras dengan penghalang, pencampuran, dan fitur-fitur lain dari sekrup. Sekrup yang dirancang dengan baik akan melelehkan, mencampur, dan mengangkut material tanpa membuatnya mengalami degradasi termal dan mekanis yang berlebihan. Bekerja sama dengan Deer Machine akan membantu Anda menyesuaikan geometri sekrup untuk material PCR spesifik Anda.
Cara Menyesuaikan Profil Suhu untuk Stabilitas
Salah satu bagian tersulit dalam memproses PCR adalah pengendalian suhu.
Tidak seperti resin murni, PCR tidak tahan terhadap suhu tinggi. Suhu terlalu tinggi dapat menyebabkan polimer terdegradasi, mengakibatkan perubahan warna, bau, dan penurunan kekuatan. Suhu terlalu rendah dapat menyebabkan peleburan yang buruk, mengakibatkan masalah aliran dan cacat permukaan.
Idealnya, Anda ingin meningkatkan suhu secara bertahap di sepanjang laras. Anda juga perlu memastikan Anda memantau suhu leleh aktual dan bukan hanya titik pengaturan Anda. Dalam beberapa kasus, menjalankan suhu yang lebih rendah dengan desain sekrup yang lebih baik akan memberikan hasil yang lebih baik daripada menjalankan mesin dengan suhu lebih tinggi.
Memasang sistem filtrasi dan memantau kadar kelembapan juga akan sangat membantu dalam proses pengolahan PCR.
Mengendalikan Kontaminasi, Filtrasi, dan Cara Mengatasi Kelembaban dan Persiapan Material
Filtrasi adalah faktor penting lain yang perlu dipertimbangkan saat menjalankan PCR. Kontaminasi sekecil apa pun dapat menyebabkan gangguan besar saat memproses PCR 100%. Sejumlah kecil logam atau kertas dapat menyebabkan kerusakan pada komponen Anda dan menimbulkan masalah besar saat membersihkan material tersebut dari mesin Anda.
Pastikan Anda memilih paket saringan atau filter leleh yang sesuai berdasarkan tingkat kontaminasi pada material Anda. Anda juga perlu mengganti filter secara teratur. Filter leleh yang tersumbat dapat menyebabkan penumpukan tekanan yang besar dan masalah aliran hasil.
Mengontrol Kelembaban Material
Kelembapan dapat menjadi penyebab utama kerusakan saat menjalankan PCR. Setiap bahan daur ulang dapat menyerap kelembapan dari udara, terutama jika bahan tersebut disimpan dalam drum atau gudang yang tidak memiliki pengatur suhu.
Bahan Anda akan dikeringkan bahkan sebelum mencapai corong. Setiap jenis bahan memiliki waktu dan suhu pengeringan yang berbeda. Seringkali, pengering dehumidifikasi digunakan untuk mencapai pembacaan kelembapan yang konsisten. Meskipun Anda dapat menjalankan PCR di dalam pengering, kelembapan apa pun akan menimbulkan masalah di hilir.
Hal lain yang dapat Anda lakukan adalah mencampur batch PCR Anda. Bahkan jika Anda menjalankan PCR 100%, mencampur bahan Anda dapat membantu mencapai sifat material yang lebih seragam. Ini dapat membantu Anda mempertahankan proses yang lebih stabil.
Sesuaikan Parameter Pemrosesan
Menggunakan kecepatan sekrup yang lebih rendah saat memproses PCR akan mengurangi gaya geser, yang membatasi degradasi material. Anda juga perlu mengurangi tekanan balik. Tekanan balik yang terlalu tinggi dapat menyebabkan masalah pencampuran. Anda bahkan mungkin perlu menyesuaikan tekanan injeksi/ekstrusi untuk mengimbangi viskositas leleh yang tidak konsisten.
Pastikan, saat memproses PCR, Anda melakukan penyesuaian parameter pemrosesan secara bertahap. PCR sangat sensitif terhadap perubahan, dan penyesuaian kecil dapat berdampak besar.
Peran Kualitas Peralatan dalam Pemrosesan PCR
Pemrosesan 100% PCR dapat memberikan tekanan tambahan pada ulir dan laras Anda karena proses mekanis dan kimia. Bahan pengisi/aditif dan kontaminan mempercepat degradasi ulir dan laras dibandingkan dengan pemrosesan material murni.
Salah satu hal pertama yang akan Anda temui saat memproses PCR adalah keausan abrasif. Banyak pengisi/aditif dan kontaminan yang sangat abrasif, termasuk serat kaca, pengisi mineral, kotoran, pasir, dan lainnya yang digiling dalam proses daur ulang. Pengisi/aditif dan kontaminan PCR masuk ke dalam lelehan dan akhirnya merembes ke atas dan di sekitar sekrup Anda.
Partikel-partikel abrasif ini perlahan-lahan menembus ulir dan laras Anda, pada dasarnya mengikis logam Anda, menyebabkan erosi kilat. Erosi kilat ini perlahan-lahan mengurangi ketinggian ulir ulir dan meningkatkan jarak antara ulir dan laras. Saat ulir aus, stabilitas proses Anda terganggu, yang dapat menyebabkan aliran balik lelehan, material yang tidak tercampur, lonjakan, dan lain sebagainya.
Tergantung pada polimer yang Anda proses, Anda mungkin juga mengalami keausan korosif saat memproses PCR. Aditif/bahan terdegradasi yang tertinggal dari produk daur ulang dapat menyebabkan keausan korosif. Seperti yang Anda ketahui, bahan-bahan tertentu akan mengalami korosi pada suhu tinggi ketika bersentuhan dengan logam. Keausan korosif dapat menyebabkan pengikisan dan melemahkan permukaan baik polimer maupun logam. sekrup dan laras, yang menyebabkan kerusakan jangka panjang.
Jika toleransi Anda menipis, hal itu akan mengurangi stabilitas proses dan kualitas produk. Untuk mengurangi keausan selama pemrosesan PCR, material tahan aus harus digunakan. Material ini tersedia dalam berbagai bentuk, termasuk laras bimetal, paduan yang dikeraskan untuk sekrup, dan pilihan pelapis. Material ini membantu melawan partikel abrasif sekaligus menjaga agar sekrup dan laras asli tetap kencang lebih lama.
Perawatan dan inspeksi rutin juga penting saat bekerja dengan material PCR. Perhatikan tanda-tanda keausan yang umum dan hentikan penggunaan sekrup dan laras sebelum keausan tersebut terlihat selama produksi. Periksa tekanan leleh, pantau beban motor, amati konsistensi lelehan, dan perhatikan output Anda untuk setiap perubahan yang lambat. Semua hal ini dapat membantu mengidentifikasi keausan sebelum menjadi masalah besar.
Saat bekerja sama dengan Deer Machine, kami memiliki berbagai pilihan tahan aus dan dapat membantu merancang aplikasi yang spesifik untuk kebutuhan Anda. Kami akan membantu Anda memilih aplikasi terbaik untuk material dan anggaran Anda sekaligus memastikan sekrup dan laras Anda dapat digunakan lebih lama.
Kesalahan Umum yang Harus Dihindari
Ada banyak hal yang perlu diperhatikan dalam pemrosesan PCR, tetapi kesalahan terbesar yang sering dilakukan orang adalah memperlakukan PCR 100% mereka seperti resin baru.
Orang-orang mencoba memaksa material melewati mesin dengan menaikkan suhu, yang justru malah mempercepat degradasi material tersebut.
Sebagian orang mengabaikan keausan pada sekrup dan larasnya. Sekrup dan laras yang aus akan memperbesar ketidaksesuaian material apa pun. Evaluasilah di mana Anda dapat melakukan perbaikan, karena perubahan kecil dapat membuat perbedaan besar.
Kesimpulan
Seiring meningkatnya ketersediaan material daur ulang, menjalankan PCR 100% akan menjadi semakin umum. Meskipun ada tantangan yang terkait dengan menjalankan PCR, semuanya dapat diatasi dengan perencanaan yang cermat.
Cobalah untuk memahami bagaimana sekrup dan laras berinteraksi dengan material Anda dan lakukan penyesuaian yang sesuai. Pastikan Anda mengontrol pengaturan suhu, mengelola kontaminasi, dan mengeringkan material Anda dengan benar. Ini hanyalah beberapa hal yang dapat Anda lakukan untuk berhasil memproses 100% PCR.
