Extrusion

EXTRUSIÓN:
Una de las técnicas de transformación de poliolefinas más utilizadas mundialmente
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¿Cómo calcular el caudal extruido?
De forma simplificada el caudal extruido por el equipo es el resultante de la adición de tres términos: Qtotal = Qarrastre - Qpresión - Qretroceso
El caudal de arrastre (Qarrastre ) es el resultante del movimiento relativo de la superficie deltornillo con respecto a la del cilindro de la extrusora, (ver figura 9). El término de flujo por arrastre es dependiente de la velocidad de giro del tornillo, su geometría y los coeficientes de fricción: polímero-tornillo, polímero-polímero y polímero-cilindro.
Una de las manifestaciones más evidentes del efecto caudal de arrastre se presenta en la zona de alimentación del tornillo.
Figura 9.Esquema simplificado de los perfiles de flujo por arrastre y presion.
1: Estado de flujo inicial 2. Flujo de arrastre, 3:Flujo por presión, 4: Flujo por arrastre y presión, 5: Flujo de retroceso.El flujo por presión (Qpresión ) es el caudal teórico de retorno, o pérdida, originado por la presencia de restricciones que se oponen al flujo, existentes en el tornillo: el cabezal y la boquilla, dadas porgeometría y la viscosidad de la masa polimérica.
El flujo de retroceso (Qretroceso ) es el resultante de la "pérdida" de la eficiencia de bombeo de la extrusora por la tolerancia entre el filete del tornillo y la pared del cilindro. El término de flujo en retroceso depende de la magnitud de la tolerancia entre el tornillo y el cilindro, de la caída de presión en la extrusora y de la viscosidaddel polímero.La Tolerancia entre el tornillo y el cilindro resulta un compromiso entre productividad y calidad del extrudado.
Aunque el término de flujo en retroceso disminuye el caudal extruido, mermando la productividad de la línea, contribuye con el mezclado tanto distributivo (homogeneización) como el dispersivo (reducción de tamaño de partícula de sustancias poliméricas y no poliméricas).Tal compromiso resulta controlado a través del tamaño de la tolerancia entre el tornillo y el cilindro.Cilindro o Barril:
El barril o exterior de la extrusora es un cilindro metálico que conforma, junto con el tornillo de extrusión, la cámara de fusión y bombeo de la extrusora. En pocas palabras es la carcaza que envuelve al tornillo.
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En el diseño de todo cilindro de extrusión se busca: 1)Máxima durabilidad. 2) Alta transferencia de calor. 3) Mínimo cambio dimensional con la temperatura.
En la fabricación de cilindros de extrusión tales exigencias logran ser cubiertas utilizando materiales tales como: Xaloy 101 (para extrusoras de propósito general, procesamiento de PEAD y PEBD), Xaloy 800 (para el procesamiento de PELBD), ó Xaloy 306 (para productos corrosivos, como los copolímerosácidos) (2).¿Qué son los Cilindros con Zonas Acanaladas?
Son cilindros de extrusión que poseen una superficie interna con canales de formas específicas. Zonas acanaladas ubicadas en la etapa de alimentación de los cilindros de extrusión, suelen ser utilizadas para favorecer el procesamiento de resinas de bajo coeficiente de fricción (Ej.-HMW PEAD y PP).
Figura 10. Sección transversal de las zonasde alimentación acanaladas.Existe un variado diseño de zonas de alimentación acanaladas; sin embargo, las de canales de sección cuadrado maximizan el volumen de material alimentado (6).
Las zonas de alimentación acanaladas permiten controlar el coeficiente de fricción polímero-cilindro mediante la geometría; reduciendo la sensibilidad con respecto a la temperatura y las propiedades termodinámicasde las resinas. Por otro lado, las zonas de alimentación acanaladas permiten incrementar el volumen de la sección de alimentación, acelerando asi la fusión; con lo que se logran importantes aumentos en el caudal de extrusión (ver tablas I y II) (6).
Con mayores precauciones que con los extrusores tradicionales, las secciones de alimentación acanaladas deben mantenerse refrigeradas y aisladas...