전 세계적으로 플라스틱 금지가 시행됨에 따라 PLA(폴리락트산) 및 PBAT(폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트)와 같은 생분해성 소재에 대한 수요가 급증했습니다. 그러나 이러한 폴리머는 온도와 전단력에 매우 민감합니다. 컴파운딩 공정 중 부적절한 스크류 요소 구성은 열 분해를 쉽게 유발하여 용융 점도 감소, 펠릿 황변 및 기계적 특성 손실을 초래할 수 있습니다.
전통적인 PE 또는 PP와 달리 생분해성 플라스틱은 고온에서 가수분해 및 열 분해되기 쉽습니다.
좁은 가공 창: PLA는 일반적으로 170°C에서 190°C 사이에서 가공됩니다. 국부적인 마찰열(점성 소산)이 200°C를 초과하면 분자량이 급격히 감소합니다.
수분 민감성: 미량의 수분이라도 고압 하에서 에스테르 결합 절단을 유발할 수 있습니다. 따라서 탈기 효율(벤팅)은 최종 제품 품질을 결정하는 요소입니다.
PLA/PBAT용 이축 압출기의 선택 및 구성에서 기본 원칙은 "저온, 저전단, 고분산"입니다.
과도한 전단 피하기: 90도 중립 혼련 블록의 사용을 줄입니다. 대신 30도 또는 45도 전방 이송 혼련 블록을 늘려 재료가 이동하는 동안 혼합이 이루어지도록 하여 장시간 체류 시간으로 인한 열 축적을 최소화합니다.
분산 혼합 요소: SME(스크류 혼합 요소) 또는 TME(터빈 혼합 요소)를 통합하는 것이 좋습니다. 이러한 구성 요소는 과도한 마찰열을 발생시키지 않고 첨가제(전분 또는 CaCO3 등)를 효과적으로 분산시킵니다.
기술 매개변수: 스크류 요소와 배럴 벽 사이의 단방향 간극은 0.02mm ~ 0.05mm로 유지해야 합니다.
목표: 좁은 간극은 재료 역류를 방지하고 국부적인 과열을 방지하여 안정적인 압력 출력과 일관된 용융 품질을 보장합니다.(참고: 공장 조립 정밀 보고서 - 참조: #INSP-2023-V3)
생분해성 컴파운딩에는 종종 전분 또는 기타 천연 충전재가 포함되므로 스크류 및 배럴은 충분한 내구성을 가져야 합니다.
배럴 재질: 천연 충전재로 인한 마모를 방지하기 위해 고크롬 합금 라이닝이 있는 이중 금속 배럴을 권장합니다.
경도 표준: 스크류 요소는 수명 연장 및 최종 제품의 금속 오염 방지를 위해 진공 담금질을 통해 58-64 HRC의 경도를 달성해야 합니다.
PLA/PBAT 컴파운드 제조업체의 경우 압출기 부품의 정밀도가 분해 제어의 성공을 결정합니다. 스크류 형상을 최적화하고 +/- 1°C 이내의 온도 안정성을 유지하며 Coperion 또는 Leistritz 모델용 고호환성 스크류 요소를 활용함으로써 기업은 재료의 필수적인 기계적 무결성을 보존하면서 처리량을 극대화할 수 있습니다.
