DE19521713C1

DE19521713C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen

Info

Publication number: DE19521713C1
Application number: DE19521713A
Authority: DE
Inventors: Ning-He Wang; Noriaki Hashimoto
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2015-06-15
Also published as: US5630968A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 3 und einen Extruder mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen, mit denen aus einer Polymer-Schmelze flüchtige Komponenten effizient entfernt werden können.

Bisher ist für ein Verfahren und als Vorrichtung zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen im allgemeinen ein Extruder verwendet worden, der eine Konfiguration besitzt, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist.

In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein hohlzylindrisches Gehäuse eines Extruders 2 des Doppelschraubentyps, bei dem in der oberen Oberfläche des Gehäuses 1 ein Wassereinspritzkanal 3 und stromabseitig von diesem Kanal ein Entlüftungskanal 4 vorgesehen sind, ferner sind in dem Zylinder 1 des Extruders 2 zwei nebeneinander angeordnete Extrusionsschrauben 5 drehbar gelagert, derart, daß sie in gegenseitigem Eingriff sind und sich dabei überlappen.

In dem obenerwähnten Zylinder 1 sind eine Wasserein spritz- und Feinverteilungszone 10, in der der obener wähnte Wassereinspritzkanal 3 vorgesehen ist, sowie stromabseitig hiervon eine Zone 11 zur Entfernung flüch tiger Bestandteile ausgebildet, die den Entlüftungskanal 4 enthält.

Ein Teil der obenerwähnten Extrusionsschrauben 5 in der obenerwähn ten Wassereinspritz- und Feinverteilungszone 10 ist durch einen ersten Ring 12, mehrere Knet- und Feinverteilungs schrauben 13 und einen zweiten Ring 14 gebildet. Ein Teil der Extrusionsschrauben 5 in der Zone 11 für die Entfernung flüch tiger Bestandteile ist jeweils durch eine Endlosschnecke 5a gebildet.

In der obenerwähnten herkömmlichen Konfiguration wird unter der Voraussetzung, daß eine Polymer-Schmelze 20 geschmolzen und durch die Extrusionsschrauben 5 geknetet und extru diert worden ist, unter hohem Druck stehendes Wasser 3a, das durch den Wassereinspritzkanal 3 eingespritzt worden ist, durch die Knet- und Feinverteilungsschrauben 13 in der Polymer-Schmelze 20, mit der die Wassereinspritz- und Feinverteilungszone 10 gefüllt ist, fein verteilt. Dieser hohe Druck wird durch die Funktion der Extrusionsschraube 5 stromaufseitig von dem ersten Ring 12 und durch die Stauwirkung des zweiten Rings 14 aufrechterhalten, so daß der Druck höher als der Druck des gesättigten Dampfes des Wassers 3a ist, das in der eine hohe Temperatur aufwei senden Polymer-Schmelze 20 fein verteilt ist. Daher ist das Wasser 3a in der Polymer-Schmelze 20 in Form von Flüssigkeitsteilchen fein verteilt. Wenn die Polymer- Schmelze 20 durch den zweiten Ring 14 hindurchgeht, wird der Druck der Polymer-Schmelze 20 plötzlich reduziert, so daß das in der Polymer-Schmelze 20 fein verteilte Wasser 3a verdampft und dadurch ein plötzliches Aufschäumen bewirkt, weil in der Zone 11 für die Entfernung flüchti ger Bestandteile stromabseitig vom zweiten Ring 14 ein hoher Unterdruck herrscht. Dadurch beginnen die in der Polymer-Schmelze 20 enthaltenen flüchtigen Bestandteile ab dem Zeitpunkt, in dem das Aufschäumungsphänomen auf tritt, durch eine Blasen/Polymer-Grenzfläche in die Blasen zu diffundieren. Außerdem zerfallen die Blasen in der aufgeschäumten Polymer-Schmelze 20 durch die Scher funktion der Extrusionsschrauben 5 in der stromabseitig vom zweiten Ring 14 befindlichen Zone 11 für die Entfernung der flüchtigen Bestandteile. Im Ergebnis werden die in den Blasen enthaltenen flüchtigen Bestandteile aus der Poly mer-Schmelze 20 diffundiert und durch den Entlüftungska nal 4 nach außen abgeführt.

Wegen der obenbeschriebenen Konfiguration des herkömmli chen Verfahrens und der herkömmlichen Vorrichtung zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen bestehen die folgenden Probleme. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird der Druck P der Polymer-Schmelze in der Wassereinspritz- und Feinvertei lungszone plötzlich reduziert, wenn sich die Polymer- Schmelze durch den zweiten Ring bewegt.

Folglich tritt die Erzeugung, das Wachstum und das Zer fallen der Blasen aufgrund der Verdampfung des in der Polymer-Schmelze fein verteilten Wassers hauptsächlich dann auf, wenn sich die Polymer-Schmelze durch den zwei ten Ring bewegt. Daher wachsen die Blasen nicht ausrei chend stark an, so daß die Verweilzeit der Blasen kurz ist. Im Ergebnis ist nicht nur die Größe der Blasen/ Polymer-Grenzfläche, die als Diffusionsfläche dient und den Wirkungsgrad der Entfernung flüchtiger Bestand teile betrifft, verhältnismäßig klein, sondern auch die Verweilzeit der Blasen, durch die die Diffusionszeit bestimmt ist, kurz, so daß die Diffusion nicht ausreichend erfolgt.

Da ferner das in der Polymer-Schmelze fein verteilte Wasser der das Wasser umgebenden Polymer-Schmelze plötz lich Wärme entzieht, wenn das Wasser verdampft, wird die Temperatur des Grenzflächenfilmabschnitts der Polymer- Schmelze um die erzeugten Blasen lokal erheblich niedriger als die Temperatur der Polymer-Schmelze, was bedeu tet, daß die Temperatur des Grenzflächenfilmabschnitts in einen Unterkühlungszustand eintritt. Dies hat zur Folge, daß die Diffusionsgeschwindigkeit der flüchtigen Kompo nenten, die durch diese Filmschicht diffundieren, abge senkt wird.

Da weiterhin die Erzeugung, das Wachstum und das Zerfallen der Blasen auf konzentrierte Weise in einem kurzen Zeitabschnitt nach dem Durchgang der Polymer-Schmelze durch den zweiten Ring erfolgt, ensteht leicht ein Mitreißphänomen, in dem Polymerabspaltungen erzeugt und durch Absorption durch den Entlüftungskanal abgeführt werden.

Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die obenerwähnten Probleme zu lösen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen zu schaffen, mit denen flüchtige Komponenten aus einer Polymer-Schmelze effizient entfernt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Extruder mit einer Vorrichtung, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt, sowie durch ein Verfahren, das die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche 2 und 4 sind auf zweckmäßige Ausführungsfor men der vorliegenden Erfindung gerichtet.

Nach Anspruch 2 ist die Vorrichtung so beschaffen, daß jeder der Druckreduzierringe durch einen Säulenabschnitt und durch eine Scheibe gebildet ist, die stromabseitig vom Säulenabschnitt angebracht ist und mehrere Schlitze aufweist.

Nach Anspruch 4 wird die Behandlung des Polymers in der Wassereinspritz- und Feinverteilungszone, in der Druckredu zier- und Expansionszone und in der Zone zur Entfernung flüchtiger Bestandteile in einem einzigen Extruder mehrere Male wiederholt ausgeführt.

In dem Verfahren und in der Vorrichtung gemäß der vorlie genden Erfindung zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen ist die Druckreduzier- und Expansionszone zwischen der Wasser einspritz- und Feinverteilungszone und der Zone für die Entfernung flüchtiger Bestandteile ausgebildet, so daß der zunächst hohe Druck der Polymer-Schmelze allmählich reduziert werden kann. Das bedeutet, daß durch die dazwi schen erfolgende Druckreduzierung in der Druckreduzier- und Expansionszone Blasen in der Polymer-Schmelze geeig net anwachsen können, so daß die Verweilzeit derselben geeignet aufrechterhalten werden kann.

Dadurch wird die Diffusionsfläche der Blasen/Polymer- Grenzfläche in der Polymer-Schmelze groß, so daß die Diffusionszeit der flüchtigen Komponenten entsprechend der Verweilzeit der Blasen verlängert wird.

Ferner zerfallen die Blasen durch die stromabseitig befindlichen Druckreduzierringe maximial, so daß die in den Blasen enthaltenen flüchtigen Komponenten wirksam aus der Polymer-Schmelze diffundieren können. Folglich kann der Wirkungsgrad der Entfernung flüchtiger Bestandteile des Extruders verbessert werden. Durch die allmähliche Druckreduzierung nach dem Durchgang der Blasen durch die Druckreduzierringe wird ein Auftreten von Polymerabspal tungen verhindert. Daher wird das Mitreißphänomen abge schwächt.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Extruders mit einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfah ren zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen aus geführt wird;

Fig. 2 einen Kennliniengraphen des Drucks der Polymer- Schmelze in dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 3 eine Ansicht zur Erläuterung der Konfiguration der Druckreduzierringe gemäß der vorliegenden Er findung;

Fig. 4 eine Seitenschnittansicht von Fig. 3;

Fig. 5 eine Kennliniendarstellung zur Erläuterung des Vorgangs der Entfernung flüchtiger Bestandteile;

Fig. 6 die bereits erwähnte Schnittansicht eines Extru ders mit einer herkömmlichen Vorrichtung zum Ent fernen flüchtiger Bestandteile; und

Fig. 7 den bereits erwähnten Kennliniengraphen des Druckverlaufs in der herkömmlichen Vorrichtung.

In der folgenden Beschreibung sind die Teile, die mit denjenigen des Standes der Technik übereinstimmen oder zu diesen äquivalent sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Zylinder eines Extruders 2 des Doppelschraubentyps, bei dem an der oberen Oberfläche des hohlzylindrischen Gehäuses 1 ein Wassereinspritzkanal 3 und stromabseitig von diesem ein Entlüftungskanal 4 vorgesehen sind. Ferner sind in dem Zylinder 1 des Extruders 2 zwei Extrusionsschrauben 5 drehbar gelagert, wobei sie in gegenseitigem Eingriff sind und sich dabei überlappen.

In dem obenerwähnten Zylinder sind nacheinander von der Einlaßseite zur Auslaßseite eine Wassereinspritz- und Feinverteilungszone 10, die den obenerwähnten Wasserein spritzkanal 3 aufweist, eine Druckreduzier- und Expan sionszone 30 sowie eine Zone 11 für die Entfernung flüch tiger Bestandteile ausgebildet, die den Entlüftungskanal 4 aufweist. Ein Abschnitt der obenerwähnten Extrusionsschrauben 5 in der obenerwähnten Wassereinspritz- und Feinvertei lungszone 10 ist durch einen ersten Ring 12, mehrere Knet- und Feinverteilungsschrauben 13 sowie einen zweiten Ring 14 gebildet. Ein Abschnitt der Extrusionsschrauben 5 in der obenerwähnten Druckreduzier- und Expansionszone 30 ist durch Druckreduzierringe 32 gebildet. Ein Teil der Extru sionsschrauben 5 in der Zone 11 für die Entfernung flüchtiger Bestandteile ist durch eine Endlosschnecke 5a gebildet.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ist jeder der obener wähnten Druckreduzierringe 32 durch einen Säulenabschnitt 32a mit kleinem Durchmesser, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des obenerwähnten zweiten Rings 14 ist, sowie durch einen Ringabschnitt oder eine Scheibe 32b gebildet. Die Druckreduzierringe 32, die paarweise drehbar unterstützt sind, überlappen einander. Jeder der Druckreduzierringe 32 ist so beschaffen, daß im Ringabschnitt bzw. in der Scheibe 32b abwech selnd mehrere radiale Schlitze 32c und mehrere Zähne 32d ausgebildet sind.

Die Form der Schlitze, die in den Ringabschnitten bzw. den Scheiben 32b der oben erwähnten Druckreduzierringe 32 ausgebildet sind, sind jedoch nicht auf eine solche radiale Form einge schränkt. Beispielsweise können die Schlitze in Umfangs richtung oder in einer beliebigen Richtung eine geradli nige Form oder eine gekrümmte Form besitzen. Weiterhin ist es nicht stets notwendig, daß die Schlitze am äußeren Umfang der Ringabschnitte bzw. der Scheiben 32b geöffnet sind.

Nun wird beschrieben, wie die Entfernung flüchtiger Bestandteile in der obenbeschriebenen Konfiguration der vorliegenden Erfindung praktisch ausgeführt wird. Zunächst wird unter der Bedingung, daß eine Polymer- Schmelze 20 geschmolzen und durch die Extrusionsschrauben 5 gekne tet und extrudiert wird, Wasser 3a, das durch den Wasser einspritzkanal 3 eingespritzt wird, unter hohem Druck durch die Knet- und Feinverteilungsschrauben 13 in der Polymer-Schmelze 20 mit hoher Temperatur, mit der die Wassereinspritz- und Feinverteilungszone 10 gefüllt ist, fein verteilt. Weiterhin wird dieser Druck durch die Funktion der Extrusionsschraube 5 stromaufseitig vom ersten Ring 12 sowie durch die Stauwirkung des zweiten Rings 14 aufrechterhalten, so daß der Druck höher als der Druck des gesättigten Dampfes des eingespritzten Wassers 3a ist, das in der Polymer-Schmelze 20 mit hoher Temperatur fein verteilt worden ist. Daher ist das Zimmer 3a in der Polymer-Schmelze 20 in Form von Flüssigkeitsteilchen fein verteilt. Die Polymer-Schmelze 20, die durch den schmalen Spalt zwischen der Innenbohrung des Zylinders 1 und dem zweiten Ring 14 gegangen ist, strömt in die Druckreduzier- und Expansionszone 30. Die Druckreduzier- und Expansionszone 30, die mit der Zone 11 für die Ent fernung flüchtiger Bestandteile, in der ein hoher Unter druck herrscht, über die Schlitze 32c der Ringabschnitte oder Scheiben 32b der Druckreduzierringe 32 in Verbindung steht, befin det sich in einem dekomprimierten Zustand, in dem der Druck in der Druckreduzier- und Expansionszone 30 höher als der Druck in der Zone 11 für die Entfernung flüchti ger Bestandteile, jedoch niedriger als der Druck in der obenerwähnten Wassereinspritz- und Feinverteilungszone 10 ist.

Da in der Druckreduzier- und Expansionszone 30 keine Knetwirkung vorhanden ist, können die in der Polymer- Schmelze 20 erzeugten Blasen in dieser Druckreduzier- und Expansionszone 30 durch die Verdampfung des Wassers geeignet stark anwachsen, so daß ihre Verweilzeit geeig net aufrechterhalten werden kann.

Folglich ist in der Druckreduzier- und Expansionszone 30, die die Druckreduzierringe 32 aufweist, die Diffusions fläche der Blasen/Polymer-Grenzfläche in der Polymer- Schmelze 20 groß, so daß die Diffusionszeit der flüchti gen Bestandteile aufgrund der langen Verweilzeit der Blasen groß wird und eine große Menge flüchtiger Bestand teile, die in der Polymer-Schmelze 20 enthalten sind, in die Blasen diffundieren. Weiterhin werden die Blasen maximal expandiert und zerfallen, wenn sie sich durch die Schlitze 32c der stromabseitig von der Zone 30 vorgesehe nen Ringabschnitte bzw. Scheiben 32b bewegen, so daß die flüchtigen Bestandteile in den Blasen wirksam in einen außerhalb der Polymer-Schmelze 20 vorhandenen Unterdruckbereich diffun dieren. Da ferner die Druckreduzierung allmählich in der Reihenfolge von der Wassereinspritz- und Feinverteilungs zone 10 zur Druckreduzier- und Expansionszone 30 und zur Zone 11 für die Entfernung flüchtiger Bestandteile er folgt, kann das Phänomen der lokalen Unterkühlung in der Polymer-Schmelze aufgrund der Verdampfung des Wassers 3a abgeschwächt werden. Da weiterhin die Druckänderung allmählich erfolgt, tritt kein explosionsartiges Zerfal len der erzeugten Blasen auf, so daß das Mitreißphänomen in hohem Maß abgeschwächt wird.

Wenn die Polymer-Schmelze 20 in die Zone 11 für die Entfernung flüchtiger Bestandteile durch die Schlitze 32c der obenerwähnten Druckreduzierringe 32 ausströmt, nach dem die Blasen expandiert und zerfallen sind, wird sie durch die Endlosschnecke 5a geknetet, wodurch nicht nur die Blasen weiter zerfallen, sondern eine in die Polymer- Schmelze 20 hineinwirkende Sogwirkung die flüchtigen Bestandteile entfernt und nach außen abführt.

Folglich können durch die Einfügung der obenerwähnten Druckreduzier- und Expansionszone 30 die folgenden bemer kenswerten Wirkungen erhalten werden.

(1) Wenn die Polymer-Schmelze 20 von der Wassereinspritz- und Feinverteilungszone 10 in die Druckreduzier- und Expansionszone 30 eintritt, wird die Querschnittsfläche oder das freie Volumen des Strömungspfades durch einen Säulenabschnitt 32a kleinen Durchmessers ver größert, wodurch es möglich ist, daß die Blasen in der Polymer-Schmelze 20 anwachsen und daß die Größe der Blasen/Polymer-Grenzfläche erhöht werden kann.
(2) Durch die Absenkung der Strömungsrate in Richtung der Schraubenachse der Polymer-Schmelze 20 entsprechend dem obenerwähnten Absatz (1) kann die Verweilzeit der anwachsenden Blasen oder die Lebensdauer der Blasen geeignet verlängert werden.
(3) Durch die Verlängerung der Verweilzeit der Blasen entsprechend dem obigen Absatz (2) ist die für die Erhitzung erforderliche Zeit vorhanden, so daß die Temperatur der Blasen/Polymer-Grenzfläche in der Schmelze 20, die durch die Verdampfung des Wassers unterkühlt wird, wieder die Temperatur der Polymer- Schmelze 20 erreicht.
(4) Durch die Einstellung der Querschnittsfläche des Strömungspfades in den Säulenabschnitten 32a kleinen Durchmessers der Druckreduzierringe 32 wird der Druck in der Druckreduzier- und Expansionszone 30 so einge stellt, daß die plötzliche Druckänderung stromabsei tig vom zweiten Ring 14 abgeschwächt werden kann.
(5) Die anwachsenden Blasen werden durch die Ringab schnitte oder Scheiben 32b stromabseitig von den Säulenabschnitten 32a geeignet maximal expandiert und zerstört, so daß die Größe der freien Oberfläche, die in der Zone 11 für die Entfernung flüchtiger Bestandteile mit dem Unterdruck beaufschlagt wird, erhöht werden kann.

Durch die Schaffung mehrerer Kombinationen, wovon jede durch die obenerwähnte Wassereinspritz- und Feinvertei lungszone 10, die Druckreduzier- und Expansionszone 30 und die Zone 11 für die Entfernung flüchtiger Bestand teile gebildet ist, kann die Entfernungswirkung gestei gert werden.

Obwohl die obige Ausführungsform für einen Doppelschau ben-Extruder beschrieben worden ist, kann die gleiche Wirkung auch bei Verwendung desselben Verfahrens und derselben Vorrichtung mit einem Einzelschrauben-Extruder erhalten werden.

Nun wird ein experimentelles Beispiel beschrieben, das vom Anmelder der vorliegenden Erfindung tatsächlich ausgeführt worden ist.

Beispiel

Eine Ethylbenzen/Polystyrol-Lösung, die unter Verwendung von Polystyrol als Polymer und von Ethylbenzen als flüch tige Komponente vorbereitet worden war, wurde mit zwei Verfahren zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen, wie sie in den Fig. 1 bzw. 6 gezeigt sind, behandelt, wobei die mittlere Behandlungstemperatur 235°C betrugt, die Zone 11 für die Entfernung flüchtiger Bestandteile einen Druck von 1,33·10³ Pa aufwies und ein Tiefkanal-Doppelschrau ben-Extruder mit einem Schraubendurchmesser von 65 mm und einer dreistufigen Entlüftung unter den in Fig. 5 gezeig ten Bedingungen verwendet wurde. Ein Ergebnis des in Fig. 5 gezeigten Experiments besteht darin, daß der Ethylbenzen-Gehalt in der Polystyrol-Lösung, der mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, d. h. die flüchtige Konzentration der Lösung um 30 bis 46% im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren, in dem die gleiche Polymer-Strömungsrate und die gleiche Schraubendrehzahl eingestellt waren, reduziert werden. Diese Tatsache bestätigt, daß durch die vorliegende Erfindung der Wirkungsgrad des Schrauben-Extruders hinsichtlich der Entfernung flüchti ger Bestandteile stark verbessert wird.

Da das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegen den Erfindung wie oben beschrieben beschaffen sind, können die folgenden Wirkungen erhalten werden: Da die Druckreduzier- und Expansionszone zwischen der Wasserein spritz- und Feinverteilungszone und der Zone für die Entfernung flüchtiger Bestandteile angeordnet ist, können nicht nur die Blasen leicht wachsen und dadurch die Größe der Blasen/Polymer-Grenzfläche erhöhen, sondern die Blasen zerfallen durch die Ringabschnitte oder Scheiben der Druckredu zierringe in der Druckreduzier- und Expansionszone maxi mal, so daß die flüchtige Komponente durch die Sogwirkung diffundiert. Daher kann die Entfernungswirkung im Ver gleich zum Stand der Technik stark verbessert werden.

Weiterhin wird der Druck der Polymer-Schmelze, in der Wasser unter hohem Druck fein verteilt ist, durch diese Druckreduzierringe reduziert, so daß eine Verlängerung der Verweilzeit erhalten wird, die eine Verbesserung der Entfernungswirkung ermöglicht. Folglich kann das Phänomen einer lokalen Unterkühlung der Polymer-Schmelze aufgrund der Verdampfung des Wassers abgeschwächt werden.

Da weiterhin eine plötzliche Druckänderung durch die Druckreduzierringe abgeschwächt wird, kann das Mitreiß phänomen, das im Stand der Technik auftritt, verhindert oder zumindest reduziert werden.

Solange das Verhältnis L/D (Länge/Durchmesser) der Extru sionsschraube und die Strömungsrate der Polymer-Schmelze konstant bleiben, kann ferner der Gehalt der flüchtigen Komponente in der Polymer-Schmelze am Auslaß des Extru ders in hohem Maß reduziert werden. Solange das L/D- Verhältnis der Extrusionsschraube und der Gehalt der flüchtigen Komponente in der Polymer-Schmelze am Auslaß konstant sind, kann die Menge des verarbeiteten Polymers erhöht werden. Solange die Strömungsrate des Polymers und der Gehalt der flüchtigen Komponente in der Polymer-Schmelze am Auslaß konstant sind, kann das L/D-Verhältnis der Extrusions schraube reduziert werden.

Claims

1. Extruder (2) mit
einem Zylinder (1), der wenigstens einen Wasser einspritzkanal (3) und stromabseitig hiervon einen Ent lüftungskanal (4) enthält, die voneinander beabstandet sind und zwischen einem stromaufseitigen Materialzufuhr kanal und einem stromabseitigen Materialausgabekanal angeordnet sind,
einer Extrusionsschraube (5), die in einer Innenbohrung des Zylinders (1) drehbar gelagert ist, und
einer Vorrichtung zum Entfernen flüchtiger Be standteile durch Einspritzen von Wasser und durch Auf schäumen,
dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung enthält:
eine Knet- und Feinverteilungsschraube (13), die in einer Wassereinspritz- und Feinverteilungszone (10) angeordnet ist, die den Wassereinspritzkanal (3) enthält,
Druckreduzierringe (32), die in einer in bezug auf die Knet- und Feinverteilungsschraube (13) stromab seitigen Druckreduzier- und Expansionszone (30) angeordnet sind, und
eine Endlosschnecke (5a), die in einer in bezug auf die Druckreduzierringe (32) stromabseitigen Zone (11) angeordnet ist, die den Entlüftungskanal (4) ent hält.

2. Extruder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in der Vorrichtung zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen jeder der Druckreduzierringe (32) durch einen Säulenabschnitt (32a) sowie durch eine stromabseitig vom Säulenabschnitt (32a) angebrachte Scheibe (32b) gebildet ist, in welcher mehrere Schlitze (32c) ausgebildet sind.

3. Verfahren zum Entfernen flüchtiger Bestandteile durch Einspritzen von Wasser und durch Aufschäumen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Schmelzen und Kneten eines Polymers (20) in einer Wassereinspritz- und Feinverteilungszone (10) eines Extruders mit Extrusionsschraube (5)
Einspritzen von Wasser (3a) in eine Polymer- Schmelze (20), so daß das Wasser in der Polymer-Schmelze (20), die geknetet wird, fein verteilt wird, und
Verdampfen flüchtiger Bestandteile, die in der Polymer-Schmelze (20) vorhanden sind, zusammen mit dem Wasser in einer Zone (11) für die Entfernung flüchtiger Bestandteile, die sich in bezug auf die Wassereinspritz- und Feinverteilungszone (10) stromabseitig befindet,
wobei zwischen der Wassereinspritz- und Feinver teilungszone (10) und der Zone (11) für die Entfernung flüchtiger Bestandteile eine Druckreduzier- und Expansi onszone (30) vorgesehen ist, derart, daß nicht nur Blasen in dem in der Polymer-Schmelze (20) fein verteilten Wasser geeignet wachsen können, sondern daß die Blasen in einem stromabseitigen Endabschnitt der Druckreduzier- und Expansionszone (30) zerfallen können.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß
die Behandlung des Polymers (20) in der Wasser einspritz- und Feinverteilungszone (10), in der Druckre duzier- und Expansionszone (30) und in der Zone (11) für die Entfernung flüchtiger Bestandteile in einem einzigen Extruder mehrmals wiederholt ausgeführt wird.