نظرًا لكونه معدات دقيقة لأبحاث المواد والتحقق من العمليات، فإن خط إنتاج البثق اللولبي المزدوج في المختبر-يحافظ على خصائص الإنتاج المستمر مع التركيز على المعلمات التي يمكن التحكم فيها والبيانات التي يمكن تتبعها والتشغيل المرن. تغطي العملية بأكملها إعداد المواد الخام، والتغذية، والتلدين الذائب، والخلط والتجانس، ومخرجات القولبة، والمعالجة اللاحقة-، مما يشكل سلسلة كاملة من المواد الأولية إلى العينات المناسبة للتحليل والتقييم، مما يوفر أساسًا تجريبيًا موثوقًا لفحص التركيبة وتحسين العملية.
تبدأ العملية بالمعالجة المسبقة للمواد الخام والوزن الدقيق. يتم وزن راتنجات المصفوفة والحشوات والمواد المضافة والمكونات الوظيفية وفقًا للصيغة التجريبية. تتطلب المواد المسترطبة تجفيفًا مسبقًا- لضمان أن يكون محتوى الرطوبة ضمن النطاق المسموح به للعملية. يمكن غربلة المساحيق أو الحبيبات حسب الحاجة لتوحيد توزيع حجم الجسيمات، مما يقلل من مخاطر تقلبات التغذية والتلدين غير المتساوي. تحدد دقة هذه المرحلة بشكل مباشر إمكانية تكرار التجربة وصحة البيانات.
ثم تبدأ مرحلة التغذية . عادةً ما يتم تجهيز أجهزة البثق المعملية بوحدات تغذية دقيقة لخسارة الوزن-والحجم أو الحجم لتوصيل المواد المعالجة مسبقًا-إلى مدخل الطارد اللولبي المزدوج-بمعدل محدد. تتم مراقبة استقرار معدل التغذية في الوقت الفعلي-بواسطة أجهزة الاستشعار ويشكل نظام تحكم في حلقة مغلقة-مع وحدة الطارد الرئيسية، مما يضمن ظروف إدخال المواد المتسقة عبر مجموعات تجريبية مختلفة ويوفر معيارًا لمقارنات معلمات العملية اللاحقة.
بعد إدخال الوحدة الرئيسية للطارد اللولبي المزدوج-، تمر المادة بثلاث مراحل بالتتابع: النقل، والصهر، والخلط. يدور المسمار داخل البرميل، ويدفع المادة. يؤدي التأثير المشترك لتسخين البرميل الخارجي والحرارة الداخلية الناتجة عن القص اللولبي إلى رفع درجة حرارة المادة تدريجيًا فوق نقطة الانصهار في قسم الضغط، مما يكمل انتقال الطور الصلب- إلى-الطور السائل. من خلال مجموعات من العناصر اللولبية الوظيفية المختلفة، يمكن تحقيق تشتيت عالي الكثافة وتجانس المكونات في قسم التجانس، مما يلبي متطلبات العملية الخاصة للتعبئة العالية-، أو المزج متعدد المراحل، أو البثق التفاعلي. تعتبر هذه العملية حاسمة في تحديد جودة الذوبان وأداء العينة اللاحق.
يتم بثق المواد المنصهرة والمتجانسة من خلال القالب وتدخل في مرحلة التشكيل والتبريد. اعتمادًا على الأهداف التجريبية، يمكن اختيار المعدات المساعدة للبثق المستقيم، أو بثق الصفائح، أو التحبيب لتشكيل الحبيبات. بالنسبة للتحبيب تحت الماء أو القطع الجاف-، يتم تبريد الشريط المبثوق أو المنصهر الخيطي بسرعة وتصلبه في وسط تبريد أو تدفق هواء، ثم يتم تقطيعه إلى جزيئات موحدة بواسطة قاطعة دوارة. يجب أن تتوافق معلمات التبريد والتكوير مع لزوجة الذوبان وحجم الجسيمات المستهدفة لضمان مورفولوجيا الجسيمات الموحدة وعدم التكتل.
تنتقل العينات المشكلة بعد ذلك إلى مرحلة التجميع -ما بعد المعالجة. يمكن استخدام الشرائط مباشرة لاختبار الشد أو التشويه الحراري أو القابلية للاشتعال؛ يتم تجفيف الجزيئات، وتجفيفها، وتعبئتها، وترقيمها لمؤشر تدفق الذوبان، والخواص الميكانيكية، والتحليل الحراري، وتوصيف البنية المجهرية. طوال العملية، يتم تسجيل المعلمات مثل درجة الحرارة والضغط وسرعة الدوران وعزم الدوران والتيار بشكل متزامن بواسطة نظام تحكم متكامل، مما يشكل أرشيفًا كاملاً لبيانات العملية لتوفير أساس لتحليل النتائج وتتبع العملية.
بعد التجربة، يجب تنظيف المعدات وصيانتها وفقًا لإجراءات منع التلوث المتبادل الناتج عن بقايا المواد، كما يجب فحص حالة البرغي والبرميل للحفاظ على دقة وتكرار التجارب اللاحقة.
بشكل عام، يتميز خط إنتاج البثق اللولبي المزدوج- في المختبر بعملية منهجية ومحسنة ومعتمدة على البيانات-، حيث يجمع بشكل عضوي بين إعداد المواد الخام والتغذية والتلدين والخلط وإخراج القولبة ومعالجة العينات. فهو لا يعيد إنتاج المنطق الأساسي للإنتاج الصناعي المستمر فحسب، بل يوفر أيضًا درجة عالية من المرونة وإمكانية التحكم في مرحلة البحث والتطوير، وبالتالي بناء مسار تجريبي علمي وفعال لتطوير التركيبة والتحقق من عملية مواد البوليمر.