Simulation of single screw extrusion of wood plastic composites based on the on-line pressure measurements

• Autorzy: Wilczyński Krzysztof J. , Buziak Kamila

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.2.7

Warianty tytułu

PL

Symulacja wytłaczania jednoślimakowego kompozytów polimerowo-drzewnych na podstawie pomiaru ciśnienia on-line

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Simulation and experimental tests of single screw extrusion of wood plastic composite (WPC) based on the polypropylene (PP) matrix were carried out. The rheological properties of the composite were determined on the basis of measurements of the pressure and material flow rate during extrusion. Recently developed computer model for simulating the single screw extrusion of wood plastic composites was applied which has been modified by extending its computing capabilities to calculations based on the power law rule. This computer model allows two-variant modeling the material melting depending on the wood flour content. The results of simulation were verified experimentally, and it was found that the results of simulations and measurements were in a good agreement. Smaller discrepancies were observed in the case of the use of one-dimensional model of melting.

PL

Wykonano badania symulacyjne i doświadczalne wytłaczania za pomocą wytłaczarki jednoślimakowej kompozytu polimerowo-drzewnego na osnowie polipropylenu (PP). Na podstawie pomiarów ciśnienia i natężenia przepływu podczas wytłaczania określono właściwości reologiczne kompozytu i opisano je prawem potęgowym. Badania symulacyjne wykonano z wykorzystaniem nowo opracowanego modelu komputerowego wytłaczania kompozytów drzewnych, rozwiniętego w tej pracy na potrzeby modelowania z wykorzystaniem prawa potęgowego. Model ten umożliwia dwuwariantowe modelowanie uplastyczniania kompozytu w zależności od zawartości mączki drzewnej. Na drodze weryfikacji stwierdzono dobrą zgodność wartości obliczonych i uzyskanych doświadczalnie. Mniejsze rozbieżności wystąpiły w wypadku zastosowania jednowymiarowego modelu uplastyczniania.

Słowa kluczowe

EN

single screw extrusion; wood polymer composite; modeling

PL

wytłaczanie jednoślimakowe; kompozyty polimerowo-drzewne; modelowanie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 64, nr 2
• Strony: 135--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Wilczyński Krzysztof J.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Production Engineering, Institute of Manufacturing Technologies, Narbutta 85, 02-524 Warszawa, Poland

autor

Buziak Kamila

• Warsaw University of Technology, Faculty of Production Engineering, Institute of Manufacturing Technologies, Narbutta 85, 02-524 Warszawa, Poland

Bibliografia

• [1] Bledzki A.K., Reihmane S., Gassan J.: Polymer-Plastics Technology Engineering 1998, 37, 451. http://dx.doi.org/10.1080/03602559808001373
• [2] Oksman Niska K., Sain M.: “Wood-Polymer Composites”, Woodhead Publishing Limited, Abington Hall, Cambridge 2008.
• [3] Klyosov A.A.: “Wood-Plastic Composites”, John Wiley & Sons, New Jersey 2007.
• [4] Zajchowski S., Ryszkowska J.: Polimery 2009, 54, 674.
• [5] Li T.Q., Wolcott M.P.: Polymer Engineering Science 2005, 45, 549. http://dx.doi.org/10.1002/pen.20308
• [6] Li T.Q., Wolcott M.P.: Polymer Engineering Science 2006, 46, 114. http://dx.doi.org/10.1002/pen.20432
• [7] Li T.Q., Wolcott M.P.: Polymer Engineering Science 2006, 46, 464. http://dx.doi.org/10.1002/pen.20505
• [8] Xiao K., Tzoganakis C.: ANTEC Conference Proceedings 2002, 38, 252.
• [9] Xiao K., Tzoganakis C.: ANTEC Conference Proceedings 2003, 39, 197.
• [10] Xiao K., Tzoganakis C.: ANTEC Conference Proceedings 2003, 39, 975.
• [11] Xiao K., Tzoganakis C.: ANTEC Conference Proceedings 2004, 40, 448.
• [12] Hristov V., Takacs E., Vlachopoulos J.: Polymer Engineering Science 2006, 46, 1204. http://dx.doi.org/10.1002/pen.20592
• [13] Vlachopoulos J., Hristov V.: “Rheology of Wood Polymer Composites”, The Regional PPS Meeting,
• [14] Santi R.C., Hage E. Jr., Vlachopoulos J., Correa C.A.: International Polymer Processing 2009, 24, 346. http://dx.doi.org/10.3139/217.2238
• [15] Lewandowski K., Piszczek K., Zajchowski S., Mirowski J.: Polymer Testing 2016, 51, 58. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2016.02.004
• [16] Wilczyński K.J.: Polimery 2018, 63, 47. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2018.3.5
• [17] Wilczyński K., Buziak K., Bartnik M.: Polimery 2016, 61, 195. http://dx.doi.org/10.14314/polimery.2016.195
• [18] Rauwendaal C.: “Polymer Extrusion”, Hanser, Munich 2014.
• [19] Vlachopoulos J.: “Polymer Rheology and Extrusion”, Polydynamics Inc., Ontario 2011.
• [20] www.campusplastics.com
• [21] www.autodeskmoldflow.com
• [22] www.moldex3d.com
• [23] Osswald T., Rudolph N.: “Polymer Rheology. Fundamentals and Applications”, Hanser Publ., Munich 2015.
• [24] Shaw M.T.: “Introduction to Polymer Rheology“, Wiley, Hoboken, New Jersey 2012.
• [25] Malkin A.Y., Isayev A.I.: “Rheology. Concepts, Methods, and Applications“, ChemTec Publ., Toronto 2012.
• [26] Ariffin A., Ahmad M.S.B.: Polymer-Plastics Technology Engineering 2011, 50, 395. http://dx.doi.org/10.1080/03602559.2010.543228
• [27] Wilczyński K., Nastaj A., Lewandowski A., Wilczyński K.J.: Polymer-Plastics Technology Engineering 2012, 51, 626. http://dx.doi.org/10.1080/03602559.2012.659313
• [28] Wilczyński K.: Journal Materials Processing Technology 2001, 109, 308. https://doi.org/10.1016/S0924-0136(00)00821-9
• [29] Wilczyński K.J., Nastaj A., Lewandowski A., Wilczyński K.: Polymer Engineering Science 2014, 54, 2362. http://dx.doi.org/10.1002/pen.23797
• [30] Wilczyński K.J., Lewandowski A., Nastaj A., Wilczyński K.: International Polymer Processing 2016, 31, 82. http://dx.doi.org/10.3139/217.3154
• [31] Wilczyński K.J., Lewandowski A., Nastaj A., Wilczyński K.: Advances Polymer Technology 2018, 37, 2142. http://dx.doi.org/10.1002/adv.21873
• [32] Wilczyński K.J., Nastaj A., Wilczyński K.: Advances Polymer Technology 2017, 36, 23. http://dx.doi.org/10.1002/adv.21570
• [33] Wilczyński K., Nastaj A., Lewandowski A., Wilczyński K.J., Buziak K.: International Polymer Processing 2015, 30, 113. http://dx.doi.org/10.3139/217.3007
• [34] Wilczyński K., Buziak K., Wilczyński K.J., Lewandowski A., Nastaj A.: Polymers 2018, 10 (3), 295. http://dx.doi.org/10.3390/polym10030295
• [35] Tadmor Z.: Polymer Engineering and Science 1966, 6, 185. http://dx.doi.org/10.1002/pen.760060303

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)