ラボスケールの二軸押出機で処理できる材料は何ですか?

ラボスケールのツインスクリュー押出機は、さまざまな業界の研究開発（R＆D）部門における多用途で不可欠な機器です。のサプライヤーとしてラボスケールツインスクリュー押出機、私は、この驚くべき機械を使用して効果的に処理できる幅広い材料を直接目撃しました。このブログ投稿では、ラボスケールのツインスクリュー押出機によって処理できる多様な資料を探索し、アプリケーションについて話し合います。

ポリマー

ポリマーは、ラボスケールのツインスクリュー押出機によって処理される最も一般的な材料の1つです。サブユニットを繰り返すことで構成されるこれらの大きな分子には、熱可塑性科学、熱硬化性、エラストマーなどのさまざまな形があります。

熱可塑性科学

熱可塑性物質は、大幅な化学的変化を起こさずに溶けて再溶けることができるポリマーです。ラボスケールのツインスクリュー押出機によって処理できる熱可塑性科学の例には、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、ポリスチレン（PS）、ポリ塩化ビニル（PVC）、およびポリエチレンテレフタレート（PET）が含まれます。

PEは、優れた耐薬品性、柔軟性、および低コストで知られている広く使用されている熱可塑性塑性です。パッケージングフィルム、パイプ、噴射製品などのアプリケーションで使用できます。一方、PPは、PEに比べて融点が高く、剛性が高く、自動車部品、消費財、テキスタイルなどの用途に適しています。

PSは、パッケージング、使い捨てのカトラリー、断熱材で一般的に使用される透明で硬いプラスチックです。 PVCは、良好な耐火性と化学的安定性を備えた汎用性の高いポリマーであり、建設（パイプ、窓枠など）と電気断熱材でよく使用されます。ペットは、主に飲み物のボトルや食品包装で使用される強力で軽量のプラスチックです。

ラボスケールのツインスクリュー押出機を使用して、充填剤、可塑剤、安定剤、着色剤などの添加物と熱可塑性植物を化合させることができます。これにより、研究者は、機械的強度、炎遅滞、UV耐性の改善など、強化された特性を備えた新しいポリマー製剤を開発することができます。

サーモセット

サーモセットは、処理中に化学反応を受けるポリマーであり、クロスリンクネットワーク構造を形成します。硬化すると、それらを溶かすことも再形成することもできません。熱セットの例には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂が含まれます。

エポキシ樹脂は、優れた接着、耐薬品性、および機械的特性のために、接着剤、コーティング、および複合材料で広く使用されています。フェノール樹脂は高耐熱性で知られており、電気絶縁体、ブレーキライニング、成形化合物などの用途で使用されます。ポリエステル樹脂は、ガラス繊維の生産に一般的に使用されています - ボート、自動車部品、建設材料用の強化プラスチック。

ラボスケールのツインスクリュー押出器を使用して、硬質樹脂と硬化剤、フィラー、およびその他の添加物を制御された方法で混合できます。押出機は、熱硬化セットの硬化速度を研究するためにも使用できます。これは、硬化製品の処理条件と最終特性を最適化するために重要です。

エラストマー

エラストマーは弾性特性を持つポリマーです。つまり、それらを伸ばして元の形状に戻すことができます。エラストマーの例には、天然ゴム、スチレンなどの合成ゴム（ブタジエンゴム（SBR）、および熱可塑性エラストマー（TPE）が含まれます。

天然ゴムは、ゴムの木のラテックスから得られ、タイヤ、ゴム手袋、その他のゴム製品で広く使用されています。 SBRは、耐摩耗性が良好な合成ゴムで、タイヤトレッドで一般的に使用されています。 TPEは、熱可塑性物質とエラストマーの特性を組み合わせて、熱可塑性科学とエラストマーの弾力性を提供します。それらは、自動車シール、消費財、医療機器など、さまざまなアプリケーションで使用されています。

ラボスケールのツインスクリュー押出器を使用して、フィラー、可塑剤、硫酸化剤、およびその他の添加物とエラストマーを複合できます。また、硬度、弾力性、耐薬品性などのカスタマイズされた特性を備えたTPEブレンドを生成するためにも使用できます。

バイオポリマー

バイオポリマーは、植物、動物、微生物などの再生可能な生物学的源に由来するポリマーです。それらは、生分解性、持続可能性、環境への影響の低さにより、伝統的な石油ベースのポリマーに代わる魅力的な代替品です。

ポリラトン酸（PLA）

PLAは、コーンスターチやサトウキビなどの再生可能な資源に由来する生分解性熱可塑性ポリマーです。優れた機械的特性、透明性、および処理可能性を備えているため、パッケージング、使い捨て食器、3D印刷フィラメントなどのアプリケーションに適しています。

ラボスケールのツインスクリュー押出器を使用して、耐衝撃性、耐熱性、バリア特性などの特性を改善するために、添加物を使用してPLAを処理できます。たとえば、ナノフィラーまたはその他のポリマーをPLAに追加すると、その機械的およびバリア性能が向上し、食品包装アプリケーションに適しています。

澱粉ベースのポリマー

澱粉は植物に含まれる天然ポリマーであり、澱粉ベースのポリマーは、澱粉を変更したり、他のポリマーとブレンドしたりすることで生成できます。これらのポリマーは生分解性であり、包装、農業フィルム、使い捨て製品に使用できます。

ラボスケールのツインスクリュー押出器を使用して、デンプンを可塑化し、他のポリマーまたは添加物とブレンドして、処理可能性とパフォーマンスを向上させることができます。たとえば、プラスチック剤を澱粉に追加すると、その脆弱性を低下させ、柔軟性を向上させることができますが、他のポリマーとブレンドすると、機械的および耐水性特性が強化されます。

複合材料

複合材料は、異なる特性を持つ2つ以上の異なる材料で構成される材料です。それらは、個々の材料と比較して優れた性能を実現するために、各コンポーネントの利点を組み合わせるように設計されています。

繊維 - 強化複合材料

繊維 - 強化された複合材料は、マトリックス材料（通常はポリマー）と、ガラス繊維、炭素繊維、天然繊維などの補強繊維で構成されています。これらの複合材料は、強度と重量比が高く、航空宇宙、自動車、スポーツ用品などのアプリケーションで使用されています。

ラボスケールのツインスクリュー押出器を使用して、マトリックスポリマーを補強繊維で複合します。押出機は、マトリックス内の繊維の均一な分散を確保できます。これは、最終的な複合材で優れた機械的特性を達成するために重要です。たとえば、ガラス - 繊維 - 強化熱可塑性プラスチックの生産では、ツインネジの押出器は繊維の束を分解し、ポリマーマトリックス全体に個々の繊維を均等に分配できます。

ナノコンポジット

ナノコンポジットは、コンポーネントの少なくとも1つがナノスケールの寸法を持っている複合材料です。粘土、カーボンナノチューブ、グラフェンなどのナノ粒子をポリマーマトリックスに加えて、機械的、熱、電気、バリアの特性を改善できます。

ラボスケールのツインスクリュー押出機を使用して、ポリマーマトリックス内のナノ粒子を分散させることができます。ツインスクリュー押出機で生成された高せん断力は、ナノ粒子凝集体を分解し、ポリマーで均一な分布を確保することができます。これは、ナノコンポジットの特性を強化する際にナノ粒子の最大限の可能性を実現するために不可欠です。

食品および医薬品

ラボスケールのツインスクリュー押出機は、さまざまな材料を処理するために食品および製薬産業でも使用されています。

食品

食品業界では、ツインネジの押出機を使用して、シリアル、スナック、パスタ、ペットフードを処理できます。料理、混合、せん断、形成などの操作を実行できます。たとえば、朝食用シリアルの生産では、ツインネジの押出機がシリアル成分を調理し、それらを拡張して多孔質構造を作成し、目的の形に形作ることができます。

押出機は、ビタミン、ミネラル、味、色などの添加物を食品に組み込むためにも使用できます。さらに、食品材料の栄養および感覚特性に対する処理条件の効果を研究するために使用できます。

医薬品

製薬業界では、ツインスクリュー押出器が錠剤やカプセルなどの固体投与型の生産に使用されます。それらは、薬物とポリマーキャリアの融解を伴い、混合物を押し出して固体分散を形成することを含む、熱い溶融押出を実行するために使用できます。この手法は、可溶性薬物の溶解度と生物学的利用能を改善することができます。

押出機は、錠剤やカプセルの生産における重要なステップである医薬品の粉末を顆粒化するためにも使用できます。温度、ねじ速度、飼料速度などの処理パラメーターを制御することにより、サイズ、密度、流動性などの顆粒の特性を最適化できます。

結論として、ラボスケールのツインスクリュー押出機は、ポリマー、バイオポリマー、複合材料、食品および医薬品などの幅広い材料を処理できる非常に汎用性の高い機械です。混合、融解、せん断、形成などの複数の操作を実行する能力は、さまざまな業界でR＆Dにとって不可欠なツールになります。ラボスケールのツインスクリュー押出機の処理機能の調査に興味がある場合、特定の材料とアプリケーションのために、または購入を検討している場合ラボスケールツインスクリュー押出機またはaラボスケールシングルネジ押出機、詳細な議論と調達交渉については、お気軽にお問い合わせください。

参照

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• カリフォルニア州ハーパー（編）。 （2002）。プラスチック、エラストマー、および複合材料のハンドブック。マクグロー - ヒル。
• Singh、RP、＆Heldman、DR（2014）。食品工学の紹介。アカデミックプレス。
• ギブソン、MC、およびシュワルツ、JB（2001）。医薬品押出技術。マルセル・デッカー。