extruccion


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) o degasificación
Extrusores co-mezcladores (del inglés kneader)
Extrusores sin husillo
Bombas
Extrusores de discos
Extrusores de husillomúltiple
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
Rodillos planetarios
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, peropuede 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 del husillo 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 eltransporte 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 y esfuerzos 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 mezcladointensivo 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 elementos dispersivos 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 delmenor tamaño posible.
Flujo de arrastre


Flujo de arrastre en un extrusor de un husillo.
Nuevamente considerando la ley de Newton de la viscosidad, haciendo un balance de momentum para el husillo separado del barril por una distancia H, con velocidades Vz (dirección del arrastre)es diferente de cero y Vx = Vy = 0, en estado estacionario a presión constante y sin gravedad, se tienen lassiguientes relaciones para el flujo de arrastre debido a la acción del husillo:


y siendo Uz la velocidad máxima en la dirección z, en el husillo:

Para el área transversal de flujo ωH:



Tomando en cuenta la velocidad promedio en Vz:

El flujo total del polímero resulta de la suma del flujo de arrastre y el flujo de presión

Para:
N = Rapidez del tornillo...(1)
P = Presión frontal
η= viscosidad del plástico fundido
H = Espacio entre el husillo y el cañón
φ = Ángulo del hilo (o ángulo de hélice)
l = Longitud
El flujo de arrastre en el extrusor se deriva del cálculo del flujo de arrastre entre dos placas paralelas en estado estacionario, tomando en cuenta que el flujo primario es debido a una espiral.
Sin embargo, en la realidad es necesario hacer correcciones a los datosteóricos obtenidos por estas ecuaciones, debido a que si existen velocidades en las direcciones x e y, a que la viscosidad se ve afectada por un gradiente de temperatura que no es constante, a los efectos de gravedad y en caso de compuestos, al tamaño de partícula, en general se pueden controlar los siguientes parámetros:
Extrusores de doble husillo
Los extrusores de doble husillo proporcionanun empuje mucho mayor y esfuerzo de cizalla mejor que el de un sólo husillo, aceleraciones de material mucho mayores, esfuerzos cortantes relativamente altos y mezclado intensivo. Para algunos materiales este proceso es demasiado agresivo, por lo cual resulta inadecuado, existe la creencia de que los concentrados de color se realizan en su mayoría en este tipo de extrusores, sin embargo, la...