Extrucion de polimeros

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Extrusión de polímero

El análisis matemático de la mecánica de fluidos y de los fenómenos de transporte corresponde a los diferentes artículos de estas, para quienes deseen mayor información al respecto se sugiere consultar las referencias citadas al final.
La extrusión de polímeros es un proceso industrial, en donde se realiza una acción de prensado, moldeado del plástico, que por flujocontinuo con presión y empuje, se lo hace pasar por un molde encargado de darle la forma deseada. El polímero fundido (o en estado ahulado) es forzado a pasar a través de un Dado también llamado boquilla, por medio del empuje generado por la acción giratoria de un husillo (tornillo de Arquímedes) que gira concéntricamente en una cámara a temperaturas controladas llamada cañón, con una separaciónmilimétrica entre ambos elementos. El material polimérico es alimentado por medio de una tolva en un extremo de la máquina y debido a la acción de empuje se funde, fluye y mezcla en el cañón y se obtiene por el otro lado con un perfil geométrico preestablecido.
Propiedades básicas de flujo de polímeros
Flujo a través de un canal simple y de canal rectangular
Canal simple: Para modelar el flujo depolímero que fluye a través de un canal es necesario comenzar con ciertas consideraciones que podrían resumirse en 6:
* En las paredes del canal el flujo es igual a cero
* El fluido fluye constante independientemente del tiempo
* En todo lo largo del canal, el perfil de flujo permanece constante
* El fluido es incompresible
* El flujo es isotérmico
* La fuerza de gravedad esdespreciable
Primero tratamos el flujo, que a través de un canal de sección transversal circular fluye con un flujo parabólico:

Técnicas de extrusión
La clasificación general de los distintos tipos de técnicas para extrusión de polímero son las siguientes:
Extrusión:
* Extrusión con un sólo husillo
* Extrusores convencionales o típicos
* Extrusores con ventilación (o venteo) odegasificación
* Extrusores co-mezcladores (del inglés kneader)
* Extrusores sin husillo
* Bombas
* Extrusores de discos
* Extrusores de husillo múltiple
* Extrusores de doble husillo
* Husillos que no engranan
* Husillos que engranan
* Rotación en el mismo sentido
* Rotación en sentido inverso
* Extrusores con más de dos husillos
* Rodillosplanetarios
* De 4 husillos (construcción particular para cada máquina)
Extrusores de un sólo husillo
Los extrusores más comunes utilizan un sólo husillo en el cañón. Este husillo tiene comúnmente una cuerda, pero puede tener también 2 y este forma canales en los huecos entre los hilos y el centro del husillo, manteniendo el mismo diámetro desde la parte externa del hilo en toda la longitud delhusillo en el cañón.
La división más común para extrusores de un sólo husillo consiste en 4 zonas, desde la alimentación hasta la salida por el dado del material,
1. Zona de alimentación: En esta parte ocurre el transporte de gránulos sólidos y comienza la elevación de temperatura del material
2. Zona de compresión: En esta zona, los gránulos de polímero son comprimidos y están sujetos a fricción yesfuerzos cortantes, se logra una fusión efectiva
3. Zona de distribución: Aquí se homogeniza el material fundido y ocurren las mezclas.
4. Zona de mezcla: En esta parte que es opcional ocurre un mezclado intensivo de material, en muchos casos no se aconseja porque puede causar degradación del material.
Los husillos pueden tener también dentro de algunas de sus zonas principales elementosdispersivos y elementos distributivos.
Distribución: Logra que todos los materiales se encuentren igual proporción en la muestra Dispersión: Logra que los componentes no se aglomeren sino que formen partículas del menor tamaño posible.
Flujo de arrastre

Nuevamente considerando la ley de Newton de la viscosidad, haciendo un balance de momentum para el husillo separado del barril por una...
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