A compreensão das descrições físicas apresentadas neste capítulo por si só pode revelar-se suficientemente benéfica para muitos leitores e ajudá-los a melhorar os seus processos e produtos.Uma extrusora de polímero é usada para fundir um polímero sólido e entregar o polímero fundido para vários processos de formação ou modelagem.O parafuso é o único componente funcional da extrusora.Todos os outros componentes (motor, caixa de engrenagens, tremonha, corpo e matriz, etc.) apenas fornecem o suporte necessário para o bom funcionamento do parafuso.As funções gerais de uma extrusora são descritas abaixo.
A função de alimentação de transferência do polímero de alimentação da tremonha para o canal da rosca ocorre fora da rosca e essencialmente não depende do desenho da rosca.A rosca executa três funções básicas: (1) função de transporte de sólidos, (2) função de fusão e (3) função de medição ou função de bombeamento.As três funções do parafuso ocorrem simultaneamente na maior parte do comprimento do parafuso e são fortemente interdependentes.O nome geométrico de uma seção de parafuso, como seção de alimentação, mostrada no Capítulo 1;A Figura 1.3 não indica necessariamente a única função da seção do parafuso.Por exemplo, a seção de alimentação não executa apenas a função de transporte de sólidos, mas também funções de fusão e medição.O parafuso também executa outras funções secundárias, como mistura distributiva, mistura dispersiva e refino ou homogeneização por cisalhamento.A mistura distributiva refere-se ao rearranjo espacial de diferentes componentes, e a mistura dispersiva refere-se à redução dos tamanhos dos componentes, conforme descrito no Capítulo 2;Seção 2.6.4.O refino de cisalhamento refere-se à homogeneização de moléculas de polímero por cisalhamento.Uma extrusora de parafuso único é uma bomba volumétrica contínua sem capacidade de retromistura e sem capacidade de transporte positivo.O que entra primeiro no parafuso sai primeiro do parafuso.Um polímero, sólido ou fundido, desce pelo canal da rosca pelas forças exercidas sobre o polímero pela rosca rotativa e pelo cilindro estacionário.Não existe nenhum mecanismo para transportar positivamente o polímero ao longo do canal do parafuso em direção à matriz.O parafuso giratório agarra o polímero e tenta girar o polímero com ele.Suponha que o cilindro seja removido da extrusora, ou perfeitamente lubrificado, de modo que não ofereça resistência ao movimento do polímero.Então o polímero simplesmente gira com o parafuso na mesma velocidade e nada sai do parafuso.O cilindro estacionário confere uma força de ruptura ao polímero rotativo e faz com que o polímero deslize ligeiramente na superfície do parafuso.O polímero ainda gira com o parafuso esfregando na superfície do cilindro, mas a uma velocidade ligeiramente menor que a do parafuso, devido ao deslizamento.O deslizamento do polímero na superfície do parafuso ao longo do canal do parafuso resulta numa taxa de saída.Uma superfície de parafuso lubrificada aumenta a taxa de saída, mas uma superfície de cilindro lubrificada reduz prejudicialmente a taxa de saída.É claramente compreensível por que os parafusos comerciais são altamente polidos e por que os cilindros ranhurados na seção de alimentação são preferidos.Embora muitas práticas comerciais tenham sido desenvolvidas empiricamente e não baseadas em análises teóricas, elas certamente concordam com os conceitos teóricos subjacentes.Os mecanismos dentro de uma extrusora de parafuso único são estudados examinando as seções transversais do polímero ao longo do canal do parafuso retiradas de “experimentos de congelamento de parafuso”.Em um experimento de congelamento de parafuso iniciado por Maddock [1], o parafuso é acionado para atingir uma operação em estado estacionário.Em seguida, a rosca é parada e o resfriamento com água é aplicado no cilindro (e também na rosca, se possível) para congelar o polímero dentro do canal da rosca.O cilindro é aquecido novamente para derreter o polímero, e o parafuso é empurrado para fora do cilindro à medida que o polímero começa a derreter na superfície do cilindro.Em seguida, a tira de polímero solidificado é removida do canal do parafuso e cortada em vários locais para examinar as seções transversais ao longo do canal do parafuso.Alguns pellets coloridos são misturados na ração para visualizar o mecanismo de fusão e o padrão de fluxo.Os pellets coloridos mantêm suas formas se permanecerem sólidos dentro do leito sólido antes da rosca parar, mas eles se desprenderão e se tornarão listras dentro da poça de fusão se tiverem sido fundidos antes da rosca parar.
Horário da postagem: 16 de junho de 2019