Extrusión de Plásticos: Comportamiento de Materiales, Equipos y Control de Procesos

Para maximizar el rendimiento, o al menos cumplir los requisitos de rendimiento de los plásticos extruidos, así como minimizar el costo de extruir productos, es importante comprender el comportamiento de procesamiento de los diferentes plásticos. En la producción de los diferentes productos extruidos se pueden utilizar ciertos plásticos. La comprensión de factores como sus comportamientos reológicos y de descomposición, así como los problemas que pueden desarrollarse, proporciona información que facilitará la extrusión de los productos.

Aguas abajo de la matriz, el extruido (fundido) se calibra, enfría y empaqueta mediante una serie de dispositivos auxiliares auxiliares que incluyen calibradores de vacío, tanques de agua, rodillos de enfriamiento, transportadores, cortadores y bobinadores. Corriente arriba de la matriz, se puede interponer una bomba de fusión entre la extrusora y la matriz para producir un extruido más uniforme. La selección y disposición exacta de estos componentes de un sistema de extrusión dependerá del producto final y de los requisitos de tolerancia que deben cumplirse.

Al salir de la extrusora, el extruido (fundido) se extrae mediante una acción de tracción u otro dispositivo, en cuya etapa se somete a enfriamiento, normalmente mediante un dispositivo de agua y/o aire soplado. Este es un aspecto importante del control posterior si existen requisitos dimensionales estrictos o se desea la conservación de los plásticos. El objetivo del procesador es determinar la tolerancia requerida para la tasa de extracción y asegurarse de que el equipo descendente cumpla con los requisitos totales de la línea. Incluso si no se requieren requisitos dimensionales estrictos, lo probable es que un mejor control de la velocidad de tracción permita tolerancias más estrictas, de modo que se produzca una reducción en la producción del material, lo que resultará en un menor costo del producto.

Prácticamente todas las extrusoras utilizan tornillos en sus plastificadores para fundir el plástico. Sin embargo, el ariete, un sistema de fusión popular desde hace más de un siglo, se utiliza para procesar plásticos que no pueden fundirse con un tornillo. Los dispositivos de ariete son esencialmente dispositivos por lotes, y aunque es posible lograr una salida constante operando secuencialmente dos o más arietes, el método prácticamente no tiene importancia para prácticamente todos los TP. El ariete se utiliza para procesar plásticos que casi no se pueden fundir. Otra posibilidad es la extrusora rotativa, un dispositivo en el que se utilizan discos o rotores giratorios para generar cizalla. Sin embargo, la extrusión de TPS depende casi por completo del tornillo giratorio como dispositivo de suministro de masa fundida.

Los TPS se caracterizan por una baja conductividad térmica, un alto calor específico y una alta viscosidad de la masa fundida. La preparación de una masa fundida uniforme y homogénea y su suministro a una presión adecuada y a una velocidad constante podría plantear problemas considerables si no se procesa adecuadamente. Las principales variantes de extrusora son las de un solo tornillo y las de doble tornillo. De estos, el extrusor de un solo tornillo es, con diferencia, el más versátil y popular.