Introdução a vários princípios importantes da extrusão de plástico---Parte 2

1. Fornecimento de refrigerante

A extrusão é a transferência de energia do motor (e às vezes energia do aquecedor) para o plástico frio, que converte sólidos em fusão. A temperatura da superfície do cilindro e do parafuso na zona de alimentação é menor do que na zona de alimentação. No entanto, a superfície do cilindro na zona de alimentação é quase sempre superior à faixa de fusão do plástico. É resfriado pelo contato com as partículas de alimentação, mas o calor é mantido por transferência de calor da frente quente para a parte traseira e aquecimento controlado.

Mesmo que o calor na extremidade dianteira seja mantido por fricção viscosa e não exija a entrada de calor do cilindro, pode ser necessário ligar o aquecedor traseiro. A exceção mais importante é o alimentador de calha, que é quase exclusivamente usado para HDPE.

A superfície da raiz do parafuso também é resfriada pela alimentação e isolada da parede do cilindro pelas partículas de alimentação de plástico (e o ar entre as partículas). Se a rosca parar repentinamente e a alimentação parar, a superfície da rosca fica mais quente na zona de alimentação devido ao calor voltando da extremidade frontal mais quente. Isso pode fazer com que as partículas na raiz grudem ou se unam.

2. Na área de alimentação, grude no cano e deslize até o parafuso

Para maximizar a capacidade de transporte de partículas sólidas, as partículas devem aderir ao cilindro e deslizar sobre a rosca. Se as partículas grudarem na raiz do parafuso, nada poderá puxá-las para baixo; o volume do canal e o volume de entrada do sólido são reduzidos. Outra razão para a má adesão da raiz é que o plástico pode ser aquecido aqui para produzir gelatina e partículas contaminantes semelhantes, ou aderir e decompor-se intermitentemente à medida que a velocidade de saída muda.

A maioria dos plásticos desliza naturalmente nas raízes porque estão frios quando entram e o atrito ainda não aqueceu as raízes ao mesmo calor que as paredes. Alguns materiais aderem mais facilmente do que outros: PVC altamente plastificado, pet amorfo e alguns copolímeros de poliolefina de uso final com propriedades de adesão.

Para o cilindro, é necessário colar o plástico aqui para que o plástico possa ser raspado e empurrado para frente com um fio. Deve haver um alto coeficiente de atrito entre as partículas e o cilindro, e o coeficiente de atrito é fortemente afetado pela temperatura do cilindro. Se as partículas não grudarem, elas apenas giram no lugar e não avançam - é por isso que a alimentação suave não é boa.

O atrito da superfície não é o único fator que afeta a alimentação. Muitas partículas nunca tocarão o cilindro ou a raiz do parafuso, então deve haver atrito e bielas mecânicas e de viscosidade dentro das partículas. O barril de ranhura é um caso especial.

O tanque de água está localizado na zona de alimentação, isolado do resto do cilindro e adota resfriamento a água profunda. A rosca empurra as partículas para dentro da ranhura e gera alta pressão em uma distância relativamente curta. Portanto, o calor de atrito gerado na extremidade frontal é reduzido e a temperatura de fusão é reduzida. Isso pode significar que o resfriamento limita a produção rápida da linha de produção de filme soprado. Este tanque é especialmente adequado para HDPE, que é o plástico comum mais liso, exceto o perfluoroplástico.

3. O maior custo de material

Em alguns casos, os custos de material podem representar 80% dos custos de produção – mais do que a soma de todos os outros fatores – exceto para produtos onde a qualidade e a embalagem são particularmente importantes, como cateteres médicos. Esse princípio naturalmente leva a duas conclusões: a indústria de processamento deve reutilizar sucata e resíduos o máximo possível para substituir as matérias-primas e observar rigorosamente as tolerâncias o máximo possível para evitar desvios da espessura alvo e problemas do produto.

4. Os custos de energia são relativamente sem importância

Embora a atratividade da planta esteja no mesmo nível dos problemas reais e dos custos crescentes de energia, a energia necessária para operar a extrusora ainda é uma pequena parte do custo total de produção. Essa situação sempre existe, pois o custo do material é alto, e aextrusoraé um sistema eficaz. Se for introduzida muita energia, o plástico ficará rapidamente muito quente e não poderá ser processado normalmente.