Welche Rolle Spielt Eine Zweiwalzenmühle Bei Verbundwerkstoffen Aus Altlederfasern/Eva? Beherrschen Von Hochscher-Mischungen

Die Rolle einer Zweiwalzenmühle bei dieser speziellen Anwendung besteht darin, eine Hochscher-Mischung durchzuführen, die Altlederfasern in eine recycelte EVA (Ethylen-Vinylacetat)-Polymermatrix integriert.

Durch die Verwendung von zwei Walzen, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen – insbesondere einer vorderen Walze mit etwa 10 U/min und einer hinteren Walze mit 15 U/min – erzeugt die Maschine intensive Reibungs- und Scherkräfte. Diese mechanische Einwirkung zwingt die Lederfasern, in das geschmolzene Polymer einzudringen, und gewährleistet eine gleichmäßige Mischung, auch bei hohen Faserbeladungen.

Kernbotschaft Die Zweiwalzenmühle dient als entscheidende „Homogenisierungsmaschine“ für Verbundwerkstoffe. Sie wandelt unterschiedliche Rohmaterialien – faseriger Lederabfall und Polymerpartikel – in eine einheitliche, konsistente Matrix um, indem sie Scherkräfte mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten nutzt, um die Fasern mechanisch in das Polymer einzuschließen.

Die Mechanik der Hochscher-Mischung

Erzeugung von Scherung durch unterschiedliche Geschwindigkeiten

Der Kernmechanismus der Zweiwalzenmühle beruht auf der Differenzdrehung.

Gemäß den primären technischen Spezifikationen arbeitet die vordere Walze mit einer niedrigeren Geschwindigkeit (z. B. 10 U/min), während sich die hintere Walze schneller dreht (z. B. 15 U/min).

Diese Geschwindigkeitsdifferenz erzeugt eine kontinuierliche „Reiß-“ und Faltwirkung an der Materialgrenzfläche, die für den Abbau der Polymerpartikel und Lederreste unerlässlich ist.

Steuerung des Walzenspaltes

Der Abstand zwischen den beiden Walzen, bekannt als Walzenspalt, ist einstellbar und spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des Drucks.

Durch Verringerung dieses Spaltes erhöht der Bediener die auf das Material wirkende Scherspannung.

Dieser Druck stellt sicher, dass die Mischung nicht nur an der Oberfläche, sondern im gesamten Volumen der Charge erfolgt.

Erreichung der Materialhomogenität

Erzwingen des Fasereintritts

Einfaches Rühren ist für faserige Materialien wie Altleder nicht ausreichend; sie müssen physisch in das Polymer eingedrückt werden.

Die von der Mühle erzeugten hohen Scherkräfte treiben die Lederfasern tief in die geschmolzene EVA-Matrix.

Dies ermöglicht „hohe Beladungen“, was bedeutet, dass eine größere Menge Altleder erfolgreich recycelt werden kann, ohne die strukturelle Integrität des Verbundwerkstoffs zu beeinträchtigen.

Makroskopische und mikroskopische Mischung

Das Ziel dieses Prozesses ist absolute Gleichmäßigkeit.

Auf makroskopischer Ebene stellt die Mühle sicher, dass keine großen Lederklumpen oder isolierten Bereiche mit reinem Polymer vorhanden sind.

Auf mikroskopischer Ebene stellt sie sicher, dass Zusatzstoffe und Fasern gründlich von der EVA umhüllt sind, was die notwendige Grundlage für nachfolgende Formschritte bildet.

Verständnis der Kompromisse

Das Risiko übermäßiger Scherung

Obwohl Scherkraft für die Mischung notwendig ist, ist sie eine Variable, die sorgfältig verwaltet werden muss.

Wenn die Scherung zu aggressiv ist (aufgrund extremer Geschwindigkeitsunterschiede oder eines zu engen Spaltes), besteht die Gefahr, dass die Polymerketten abgebaut oder die Faserlänge beschädigt wird, was den endgültigen Verbundwerkstoff schwächen könnte.

Die Folge unzureichender Mischung

Umgekehrt, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis zu gering ist (z. B. 10 U/min vs. 11 U/min), erzeugt die Mühle nicht genügend Scherung.

Dies führt zu einer schlechten Faserdissperion, was zu „Schwachstellen“ im Endmaterial führt, wo die Lederfasern nicht richtig mit der EVA verbunden sind.

Die richtige Wahl für Ihr Ziel treffen

Um die Effektivität einer Zweiwalzenmühle für Leder/EVA-Verbundwerkstoffe zu maximieren, berücksichtigen Sie Ihre spezifischen Verarbeitungsziele:

Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf Materialgleichmäßigkeit liegt: Stellen Sie sicher, dass das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der vorderen und hinteren Walze konstant bleibt (z. B. 10:15), um konsistente Scherkräfte während der gesamten Charge aufrechtzuerhalten.
Wenn Ihr Hauptaugenmerk auf hoher Faserbeladung liegt: Priorisieren Sie die präzise Steuerung des Walzenspaltes, um den für das Eindrücken dichter Faseranteile in die Polymermatrix erforderlichen Druck zu maximieren.

Der Erfolg bei der Herstellung von Recyclingverbundwerkstoffen hängt ausschließlich von der Fähigkeit der Mühle ab, unterschiedliche Materialien mechanisch zu einer einzigen, kohäsiven Struktur zu zwingen.

Zusammenfassungstabelle:

Parameter	Spezifikation/Aktion	Auswirkung auf den Verbundwerkstoff
Drehzahl der vorderen Walze	~10 U/min	Bietet Grunddrehung und Materialunterstützung
Drehzahl der hinteren Walze	~15 U/min	Erzeugt Differenzialscherung zum Reißen und Mischen von Materialien
Walzenspalt	Einstellbar	Kontrolliert den Druck für tiefen Fasereintritt
Verarbeitungsziel	Homogenisierung	Gewährleistet gleichmäßige Dispersion von Lederfasern in geschmolzenem EVA
Kritisches Risiko	Übermäßige Scherung	Mögliche Degradation von Polymerketten oder Faserlänge

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Referenzen

Shubham Sharma, Suchart Siengchin. Fabrication of Novel Polymer Composites from Leather Waste Fibers and Recycled Poly(Ethylene-Vinyl-Acetate) for Value-Added Products. DOI: 10.3390/su15054333

Dieser Artikel basiert auch auf technischen Informationen von 3515 Wissensdatenbank .