Extrusão Processos ps extrusão perfis contínuos Ltu#os( cal0as( etc*)

Extrusão

Processos ps extrusão fiação por fusão Lmelt spinning )

Spinaret 1 matri) com v2rios furos

Produção de fi#ras e monofilamentos sintKticos para uso em tRxteis*

Materiais .1lon( PE% e PP

Possíveis pro#lemas de ori$em reol$ica draw resonance, shar"s"in.

Extrusão

Processos ps extrusão filme tu#ular L#i-orientado)

atores que influenciam na espessura do filme

Pressão do ar interno /elocidade de tira$em A#ertura da matri

'aão de sopro do #alão U da matri

Extrusão

Matries J filme tu#ular

&"= para o PP o #alão K invertido taxa de cristaliação lenta*

Característica da matri espiral #aixa pressão e excelente distri#uição do melt( sem lin0a de solda

Extrusão

Pro#lemas de fluxo Ldefeitos no extrudado) resultam da com#inação das

propriedades de fluxo do fundido( proNeto da matri e condiçes de processamento*

2) ratura do fundido Lmelt fracture) ocorre acima de uma taxa de

slipstic" entre o fundido e a parede da matri devido a altas taxas* 6m aumento

de temperatura ou da raão U! da matri pode elevar o valor da taxa de cisal0amento crítica*

Extrusão

ratura do fundido Lmelt fracture)

Extrusão

>) Pele de cação Lshar"s"in) defeitos superficiais que ocorrem perpendicular ao

diferença entre as velocidades dentro e fora da matri Lquando o extrudado emer$e ocorre rápida aceleração da camada da pele em relação as demais)*

& fundido K viscoelástico( a componente elástica permite o aparecimento de tenses prximas da superfície( lo$o essas forças superam a tensão do fundido e a superfície ras$a-se( li#erando tenses*

Extrusão

Q) Inc0amento do extrudado Ldie swell ) ocorre principalmente devido a

da matri* A recuperação K dependente do tempo( portanto matri com comprimento curto pode ter maior inc0amento

mat

!

ext

!

"

inc0amento

Extrusão

Equação proposta por Co$sBell para calcular die sBell

 _Q

> "

&nde "_ S !extU!mat em capilar com  Z 2:+ _' - deformação cisal0ante recuperável* Q ' > Q > ' ' 2 2 2

Extrusão

Inc0amento do extrudado Ldie swell )

Extrusão

"retas( '*E*=* Inc0amento do extrudado Ldie swell )

!r JdiOmetro #arril !c J diOmetro do capilar

Extrusão

D) !raB resonance acontece em processos onde o extrudado K suNeito a fiação de fi#ras e sopro* & pro#lema ocorre quando a resistRncia a deformação extensional K reduida com o aumento do nível de tensão* A quantidade total de massa entre a matri e o puxador pode variar com o tempo( pois( mesmo o puxador tendo velocidade constante as dimenses do extrudado podem variar* fluxos extensionais em superfícies livres( como extrusão de filme tu#ular(

Extrusão

@) !raBdoBn

do material na matri L/d)* Este efeito K importante na produção comercial de filmes e fi#ras altamente orientados*

deformação imposta no extrudado( parcialmente solidificado* &corre quando a velocidade dos puxadores L/0) excede a velocidade de saída

Extrusão

Extrusoras com dupla rosca

'aes para o desenvolvimento destas máquinas conse$uir maior eficiRncia no transporte do material do funil atK a saída na matri+ atin$ir velocidades mais altas e constantes+ maior pressão na matri e mel0or ação de mistura*

Característica deseNável transporte [positivo\ do material Lação de Rm#olo)( sem influRncia de componente contrária e independRncia dos coeficientes de atrito do material com a rosca e o cilindro*

Principais usos

MProdução de compostos+

MProdução de concentrados Lmaster#atc0es)+

MMistura L#lendas( compsitos( nanocompsitos)+ M!e$asa$em+

Extrusão

Extrusora com dupla rosca movimentos das roscas no mesmo sentido e em sentido contrário

Extrusão

Extrusora com dupla rosca movimentos das roscas no mesmo sentido e em sentido contrário

Extrusão

Extrusora com dupla rosca com movimentos na mesma direção J corotacional

& sistema co-rotativo a$e por forças radiais de cisal0amentoUplastificação Principais Características

luxo positivo LRm#olo)+ ol$a entre roscas pequena+

Movimento do material na forma de oito Lradial)+ Auto limpante+

Permite elevadas velocidades+ Permite diferentes confi$uraçes+

Alimentação do material em diversas posiçes+ Custo alto

Extrusão

Extrusora com dupla rosca modular co-rotativa Principais características de processo

M _{Incorporar e 0omo$eneiar aditivos sem promover de$radação+}

M erar altas tenses de cisal0amento para dispersão de particulados( pi$mentos e fases+

M _{%ransporte positivo do material+}

M Características auto-limpante das roscas+ M %empos de residRncia curtos+

Extrusão

Elementos Característica Capacidade de %ransporte Passo direito e

lar$o Alta e rápida

Passo direito e

curto Alta e lenta

Passo esquerdo Componente de contra-_pressão Análise qualitativa de elementos de rosca LE')

Extrusão

Aumento de pressão local $erada pelo uso de E'E posicionado na frente de elementos E' ou EM

EM com On$ulos dos discos defasados em ASQ5o+ "SD@o+ CS:5o

Extrusão

Elementos Característica Mistura Capacidade de_%ransporte

.eutro L35]) Alta "aixa

Passo direito LQ5]) MKdia Alta Passo esquerdo LQ5]) MKdia Lpoço fundido) Componente de contra-pressão InfluRncia dos On$ulos entre discos adNacentes

Extrusão

InfluRncia da lar$ura dos discos

Elementos Característica Mistura Cisal0amento

!iscos lar$os "aixa _Alto

!iscos mKdios MKdia _MKdio

!iscos estreitos Alta

Extrusão

Capacidade de descar$a LT) L'auBendaal( C*)

As E!'cor-%I( na maioria das vees( operam com canais parcialmente c0eios Lcondição starved0 )* Isto ocorre em maior freq^Rncia nas seçes da máquina

compostas exclusivamente por elementos de rosca com passo direito LE')* .estas seçes( o fluxo de arraste máximo LT_d) K dado pela se$uinte relação

cos . !78C > ) 2 n > L d T f _d

&nde n_f J K o numero de filetes da rosca+ ! J o diOmetro do #arril+ 7 J lar$ura do canal+ 8 J profundidade do canal+ _d J fator de forma para o fluxo de arraste+ . J K a velocidade de rotação das roscas+ - o On$ulo do filete*

Extrusão

Capacidade de descar$a LT) L'auBendaal( C*)

Por causa do enc0imento parcial( a alimentação real LT) K sempre menor que LT_d)* Assim( tem-se

T

&nde K o fator de enc0imento

ou ) =eçes c0eias e outras semi- preenc0idas Lstarved ) Evolução da pressão $rau de enc0imento L

Extrusão

Capacidade de descar$a LT) total do elemento de rosca L'auBendaal( C*)

p p Q Q f f d d f f _C_C dM dM dp dp 2> 2> 78 78 2 2 n n > > cos cos . . !78C !78C > > )) 2 2 n n > > LL d d T T luxo

luxo total total S S fluxo fluxo de arraste de arraste - - fluxo fluxo de prde pressãoessão

&nde

&nde - K a viscosidade do fluido+ dpUd J K o $radiente de pressão na - K a viscosidade do fluido+ dpUd J K o $radiente de pressão na parOmetros são idRnticos aos da equação anterior

parOmetros são idRnticos aos da equação anterior direção do canal+ 

Extrusão

Capacidade de descar$a LT) para elemento com passo esquerdo L70ite( ;**)

p p Q Q f f d d f f _C_C dM dM dp dp 2> 2> 78 78 2 2 n n > > cos cos . . !78C !78C > > )) 2 2 n n > > LL d d T T

Extrusão

a) MecOnica do fluxo em uma extrusora dupla rosca co-rotacional e totalmente interpenetrante*

#) Mudanças no perfil de velocidades na ona intermediária das roscas*

Extrusão

Estudo do tempo de residRncia

%empo de residRncia tempo que o material leva para passar atravKs de uma re$ião definida*

Aplicaçes na en$en0aria de polímeros avaliar o desempen0o de extrusoras utiliadas como reator para polimeriação( modificação química( compati#iliação e como equipamento de mistura

Princípio da tKcnica

[resposta a um estímulo pulsado\ uma quantia fixa de traçador K adicionada instantaneamente ao sistema e sua concentração K medida em função do tempo no fluxo de saída*

Extrusão

No documento Processamento de Pol_meros Topicos - Extrusao[1] (páginas 65-106)