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DuPont Hytrel ® elastômero de poliéster Manual de extrusão * O logotipo oval da DuPont, DuPont, The miracles of science* e Hytrel* são marcas registradas ou marcas requeridas de E.I. du Pont de Nemours and Company ou suas subsidiárias.

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DuPont Hytrel®

elastômero de poliéster

Manual de extrusão

* O logotipo oval da DuPont, DuPont, The miracles of science* e Hytrel* são marcas registradas ou marcas requeridas de E.I. du Pont de Nemours and Company ou suas subsidiárias.

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Conteúdo Páginas

1. DuPont HYTREL® elastômero de poliéster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Aplicações de extrusão e escolha dos grades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Propriedades do fundido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Equipamento básico de extrusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Projeto geral da extrusora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cilindro da extrusora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Perfil da Rosca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Telas e porta telas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Adaptador, cabeçote e matriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Instrumentação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Manômetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Controladores de temperatura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Termopares para o fundido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Funcionamento da extrusora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Manuseio geral das resinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Precauções de segurança . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Absorção de umidade e secagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Procedimento de partida, desligamento e purga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Limpeza do equipamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Reciclagem de aparas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Processos de extrusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Perfis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Extrusão livre de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Calibração a vácuo de tubos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Extrusão de revestimento ("Cabeçote cruzado"). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Extrusão de filmes planos, chapas e recobrimento de tecidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Filme tubular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Coextrusão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7. Guia de solução de problemas para a extrusão do HYTREL® . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8. Perfis típicos de temperatura do HYTREL® . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

111333445555566667899991011131417171824

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1. DuPont HYTREL® elastômero de poliésterHYTREL® é a marca registrada da DuPont para a sua famí-lia de elastômeros termoplásticos de engenharia.

O HYTREL® combina muitas das propriedades mais deseja-das dos elastômeros e dos plásticos fl exíveis de alto de-sempenho. O HYTREL® apresenta: tenacidade e resiliência excepcionais; alta resistência ao creep, ao impacto e à fadiga; fl exibilidade a baixas temperaturas; e uma boa re-tenção de propriedades a temperaturas elevadas. Além disso, resiste ao ataque de muitos produtos químicos, óleos e solventes industriais.

Os grades de HYTREL® são agrupados em quatro categorias:

1. Grades padrão exibem propriedades versáteis de pro-cessamento, custo mais baixo e são adequados para muitas aplicações de extrusão;

2. Grades de alto desempenho proporcionam melhores propriedades mecânicas para aplicações mais rigorosas;

3. Grades especiais apresentam performance de pro-cessamento ou propriedades especiais para aplica-ções específi cas;

4. Concentrados contêm teores relativamente elevados de aditivos específi cos, para mistura com outros gra-des de HYTREL®.

2. Aplicações de extrusão e escolha dos gradesAs excelentes propriedades e performance de proces-samento do HYTREL® o qualifi cam para muitas aplicações críticas. Propriedades como resistência mecânica, de-sempenho sob fl exão, resistência a fl uidos e a produtos químicos e uma ampla faixa de temperaturas de serviço levaram ao emprego do HYTREL® em muitos produtos ex-trudados, incluindo mangueiras e tubulações, correias, perfi s extrudados, proteções para cordas e cabos, cha-pas e fi lmes.

A maioria dos grades de HYTREL® é adequada aos pro-cessos de extrusão. A escolha dos grades mais ade-quados para uma determinada aplicação, em termos de propriedades e condições de aplicação, deve ser conduzida com base nos manuais de design e proprie-dades do HYTREL® que podem ser obtidos junto ao seu representante DuPont.

O desempenho dos diferentes grades de HYTREL® para determinados processos de extrusão depende da for-mulação.

• Grades mais moles são mais adequados para a extru-são de perfi s sólidos. Esses grades apresentam uma dureza Shore D de até 55D, em particular os grades com baixos índices de fl uidez.

• Geralmente a extrusão de perfi s utilizando dispositivos de calibração não é possível com o HYTREL®, entretan-to, pode-se obter resultados aceitáveis com grades mais duros.

• Grades mais duros são melhores para a extrusão com calibração a vácuo de tubos. Os grades com dureza Shore D igual ou superior a 47D proporcionam resulta-dos excelentes com esse processo.

3. Propriedades do fundidoA capacidade de processar o HYTREL® por uma técnica específi ca de extrusão depende em grande parte das propriedades do fundido, que são determinadas pelo grade escolhido de HYTREL® e pelas condições de proces-samento.

Algumas propriedades gerais do fundido devem ser consideradas na extrusão do HYTREL®:

• Todos os grades possuem um ponto de fusão bem de-fi nido que se eleva (tornando-se mais defi nido) com o aumento da dureza e da cristalinidade.

• A viscosidade do fundido depende principalmente da temperatura do mesmo e essa dependência torna-se maior com o aumento da dureza.

• A velocidade de cristalização eleva-se com o aumento da dureza; dessa forma, a diminuição da cristalinidade por resfriamento torna-se mais difícil com o aumento da dureza.

A viscosidade do fundido como função da temperatura e do cisalhamento para os grades de extrusão do HYTREL® é mostrada nas Figuras 1 e 2.

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Figura 1. Viscosidade do fundido na temperatura de processamento

TEMPERATURA DE PROCESSAMENTO, ˚C GRADE DE HYTREL®

HYTREL® G3548L

HYTREL® 4056

HYTREL® 4068FG

HYTREL® G4074

HYTREL® G4774, G4778

HYTREL® G5544

HYTREL® 5556

HYTREL® 6356, 6358

HYTREL® 6359FG

HYTREL® 7246, 7248

HYTREL® 4275 BK

HYTREL® 5612 BK

HYTREL® 6108

190190230200230

230230

230230240230230190

10

10

10

10

4

3

2

1

100 101 102 104103

G4074, G4078WG4774, G4778G5544

4068FG55566356, 63586359FG7246, 7248

4275 BK5612 BK

4056 6108

G3548L

Taxa de Cisalhamento, s-1

Visc

osid

ade

Apar

ente

, Pa.

s

Figura 2. Viscosidade do fundido em função da tempera-tura a uma taxa de cisalhamento de 100 s-1

190

200 210 220 230 260

10

10

10

4

3

2

240 250

4275 BK

5612 BK

4056

6108

G3548L

G4074

G4078W

4068GF

5556

6356, 6358

6359FG

7246, 7248

G4774, G4778

G5544

Visc

osid

ade

apar

ente

, Pa.

s

Temperatura do fundido, oC

O HYTREL® possui uma curva de viscosidade em função do cisalhamento relativamente plana, especialmente para baixas taxas de cisalhamento, típicas dos proces-sos de extrusão. Isso signifi ca que, por exemplo, roscas e matrizes de extrusão de alto cisalhamento não redu-zem a viscosidade de fundido do HYTREL® tanto quanto em outros polímeros, mas podem provocar aumento lo-calizado de temperatura, o que não é desejável.

Na Figura 2, observa-se que uma alteração signifi ca-tiva na viscosidade do fundido pode ocorrer a partir de uma pequena variação na temperatura do mesmo. Assim sendo, a temperatura do fundido pode ser redu-zida para proporcionar maior resistência ao material e maior estabilidade ao produto extrudado. Isso também signifi ca que um bom controle de temperatura do fun-dido é um fator importante para a extrusão bem-suce-dida do HYTREL®.

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A experiência demonstra que os melhores resultados com o HYTREL® são obtidos em extrusoras com rosca simples. As extrusoras com dupla rosca geram efeitos de aquecimento provocados pelo cisalhamento exces-sivo, não sendo recomendadas. Máquinas com respiro não podem ser usadas para secar o HYTREL®.

A ênfase na escolha do equipamento deve estar na uni-formidade e na qualidade do fundido produzido. O for-necimento constante de um fundido homogêneo com temperatura uniforme e a capacidade de manter a tem-peratura desejada do fundido ao longo de uma ampla faixa de velocidades da rosca, devem ser os objetivos para uma boa extrusão.

Projeto geral da extrusora

O HYTREL®, no estado fundido, não é corrosivo para os metais. As roscas devem ter as suas superfícies endu-recidas (nitretadas), mas não precisam ser construídas com ligas resistentes à corrosão, embora muitos cilin-dros e roscas de extrusoras sejam construídos com es-tes materiais para possibilitar o processamento de uma ampla gama de resinas.

Materiais de construção

Recomenda-se o acionamento por motores de corrente contínua, uma vez que proporcionam bom controle de velocidade e possibilidade de operação em uma ampla gama de velocidades.

Esse tipo de acionamento normalmente proporciona o corte automático de corrente para impedir a ruptura da rosca como resultado de torque excessivo. Indepen-dente do tipo de acionamento empregado, é importante que algum tipo de dispositivo de proteção contra sobre-carga seja incorporado ao sistema de acionamento.

Uma proteção adicional pode ser dada por meio de um disco de ruptura instalado na zona entre a rosca da ex-trusora e o conjunto de porta-telas / telas de fi ltro, ou por um transdutor de pressão com interruptor de alta pressão interligado ao acionamento da extrusora.

Acionamento de extrusoras

As zonas de alimentação superiores ou tangenciais, normalmente utilizadas em extrusoras convencionais com rosca simples, funcionam bem com o HYTREL®. Re-comenda-se o resfriamento da zona de alimentação com água para evitar o aquecimento excessivo da resi-na alimentada na rosca e proteger os mancais do acio-namento.

Funil e zona de alimentação

Os cilindros de extrusora adequados à operação com termoplásticos comuns, tais como nylon plastifi cado, PVC ou poliolefi nas também são normalmente adequa-dos para a extrusão de HYTREL®. As relações de compri-mento / diâmetro (L/D) de, no mínimo, 24:1 proporcio-nam melhor qualidade de fundido para a extrusão de precisão.

As folgas existentes entre a rosca e a parede do cilin-dro devem ser pequenas para evitar o contrafl uxo da resina fundida e a possível alteração na vazão da extru-sora. Recomenda-se que folgas radiais < 0,1mm sejam mantidas para extrusoras com até 64mm de diâmetro. Essas folgas devem ser periodicamente verifi cadas e a reforma do cilindro ou da rosca deve ser executada quando necessário.

Verifi cou-se que as extrusoras com zonas de alimenta-ção intensamente resfriadas e cilindros com ranhuras axiais, para auxiliar a alimentação, podem provocar o cisalhamento excessivo do HYTREL® durante o estágio de fusão / compressão, com o conseqüente aumento de temperatura e maior consumo de corrente elétrica pelo motor. Esse tipo de cilindro não é adequado para o pro-cessamento do HYTREL®.

Recomenda-se que o cilindro tenha, pelo menos, qua-tros zonas de controle de temperatura e que a tempera-tura de cada zona seja controlada por um termopar di-ferente e um instrumento de controle proporcional. Um resfriamento efi ciente também deve ser proporcionado pela circulação de água ou por ventiladores, que são controlados de forma independente pelos controlado-res de temperatura de cada zona.

Cilindro da extrusora

4. Equipamento básico de extrusão Um secador instalado sobre o cilindro não é essencial, mas deve ser empregado, quando disponível, para pro-teger o polímero contra a absorção adicional da umi-dade. O secador também é recomendado para garantir que a resina seja enviada à extrusora com uma tem-peratura e com um teor de umidade constantes, o que pode ajudar a garantir as propriedades regulares de alimentação e do fundido.

Um teor de umidade igual ou inferior a 0,10% é neces-sário para manter as tolerâncias de extrusão e para mi-nimizar a degradação durante o processamento. Se o teor de umidade não é defi nido, devido ao uso de mate-rial moído, deve-se usar um desumidifi cador ou estufa de porte adequado. Para mais detalhes sobre a seca-gem, veja a seção “Funcionamento da Extrusora”.

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excessivo de calor localizado devido à ação intensa do cisalhamento e, normalmente, difi cultam a obtenção da temperatura desejada do fundido, bem como podem le-var a alto torque do motor de acionamento.

Entretanto, verifi cou-se que certos perfi s de rosca tipo “barreira” funcionam satisfatoriamente com o HYTREL®, especialmente na obtenção de propriedades constan-tes do fundido para operações críticas de extrusão (como a extrusão de tubos em alta velocidade).

O resfriamento interno da rosca não é recomendado para o HYTREL®, embora tenha-se verifi cado que o res-friamento limitado da rosca na zona de alimentação conseguiu eliminar problemas de alimentação irregular (queda na produção) nas extrusoras de grande porte.

Telas e porta-telas

Tabela 1. Rosca de transição gradual

ZONA DE ALIMENTAÇÃO

(20% a 33 1/3%) LF

ZONA DE TRANSIÇÃO(25% min.) LT

ZONA DE DOSAGEM

(25% a 50%) LM

D 1 h2

WPITCH

Profundidade do filete da zona de alimentação (h1)

Profundidade do filete da zona de dosagem (h2)Diâmetro (D) Passo (P)

Largura do filete (W)

(mm) (mm) (mm) (mm) (mm)38,150,863,588,9114

38,150,863,588,9114

6,457,89,811,613,3

2,02,42,83,33,8

3,815,086,358,8911,4

O elemento mais importante de uma extrusora é a rosca.

Geralmente, pode-se obter bons resultados para o HYTREL® utilizando-se roscas com 3 zonas de compri-mento aproximadamente iguais para as zonas de ali-mentação, transição (compressão) e dosagem.

A relação de comprimento / diâmetro deve ser de, no mínimo, 24:1 para uma boa uniformidade da resina ex-trudada (ou seja, variações mínimas de temperatura e de pressão). As taxas de compressão devem estar en-tre 2,5 e 3,5 para 1, conforme determina a divisão da profundidade do fi lete da zona de alimentação pela pro-fundidade do fi lete da zona de dosagem (“relação de compressão aparente”). A profundidade do fi lete das seções de alimentação e de dosagem é importante; se o fi lete de alimentação for muito profundo e não for sufi -cientemente longo, especialmente com roscas de gran-de diâmetro, pode haver falhas na alimentação e queda de produção com alguns tipos mais duros de HYTREL®. Se o fi lete de dosagem for muito profundo, pode haver a distribuição não-uniforme da temperatura ao longo do fundido, enquanto que um fi lete de dosagem muito raso pode resultar no superaquecimento do fundido, devido ao cisalhamento.

Uma rosca normal de 3 zonas, com transição gradual, para processamento do HYTREL® é apresentada na Tabela 1.

O uso de perfi s complexos de rosca, incorporando zonas de elevado cisalhamento ou dispositivos misturadores, zonas de descompressão, etc., não são recomendados para o HYTREL®. Esse tipo de rosca provoca o acúmulo

Perfi l da rosca

Um porta-telas para um fl uxo suave (por exemplo: com contrafuros em ambos os lados) é normalmente colo-cado entre a extremidade da rosca e o adaptador para conter o conjunto de telas.

O conjunto de telas é usado para dois fi ns: remover quaisquer impurezas ou material não fundido do fl uxo de resina fundida e também para assegurar sufi cien-te contrapressão na extremidade da rosca, para auxi-liar na formação de um fundido homogêneo e pressão constante de extrusão.

O conjunto de telas deve ser formado por duas telas com malha 80, sustentadas por uma tela 40 a jusante, junto ao porta-telas. Para aplicações críticas, quando é necessária a limpeza total da resina, podem ser usadas telas mais fi nas (malha 120 ou 150).

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Os termopares que indicam a temperatura real do ma-terial fundido são recomendados para o processamen-to do HYTREL®. Para proporcionar respostas rápidas, eles devem ser do tipo não-blindado e posicionados na pla-ca do adaptador ou, preferencialmente, na matriz, ou então, o mais próximo possível dela.

Recomenda-se o uso de pirômetro tipo agulha portátil para verifi car a temperatura real do fundido antes da partida. A medição deve ser feita com a rotação normal da rosca, após a purga, e por um tempo sufi ciente para permitir a estabilização das temperaturas.

Termopares para o fundido

A função de uma extrusora é produzir um termoplásti-co fundido com velocidade e temperatura constantes. Uma instrumentação sofi sticada é pré-requisito para a produção com qualidade. Para monitorar o desem-penho da extrusora é importante determinar a pressão e a temperatura do fundido, bem como proporcionar os métodos adequados de controle.

Instrumentação

Tanto o adaptador quanto o cabeçote devem ter um projeto que permita o fl uxo suave da resina. Os canais de fl uxo não devem conter mudanças bruscas na se-ção transversal, interrupções da superfície (provoca-das pela montagem incorreta das peças ou danos, por exemplo), ou outros “pontos mortos”. As áreas de es-tagnação de fl uxo (pontos de retenção) podem levar à degradação localizada do polímero e a correspondente liberação de partículas de resina degradada no fl uxo de material fundido.

Resistências devidamente dimensionadas devem ser instaladas no adaptador, uma vez que se trata de uma grande peça de metal. É especialmente importante controlar separadamente a temperatura do adaptador e do cabeçote, uma vez que diferem substancialmente no tamanho e no consumo de energia.

A matriz, onde se prolonga além do cabeçote da extrusora, deve ter o seu próprio termopar e controlador de temperatura.

Para os projetos de cabeçote e matriz destinados a proces-sos específi cos de extrusão, tais como a extrusão de tubos, consulte a descrição do respectivo processo na seção “Processos de Extrusão” (páginas 9 - 17), deste manual.

Adaptador, cabeçote e matriz

A pressão do fundido deve ser monitorada durante a extrusão, especialmente na partida. O registro e o mo-nitoramento da pressão do fundido durante a partida indica se o escoamento do material está correto ou se uma situação de refl uxo ou resfriamento está ocorren-do. Durante a produção, a variação da pressão também indica variações na vazão e na viscosidade do fundido.

Manômetros

Flutuações relativamente pequenas de temperatura na extrusora, especialmente na parte frontal e na matriz, podem infl uenciar muito a qualidade do material ex-trudado ao processar o HYTREL®, pois a sua viscosidade depende substancialmente da temperatura. Dessa for-ma, o tipo de dispositivo empregado para o controle da temperatura é muito importante.

Para manter o controle da temperatura ótima e um fun-dido termicamente homogêneo, o controlador deve ser do tipo proporcional ou do tipo de tensão variável. Um controlador do tipo liga-desliga não é recomendado para o processamento do HYTREL®. Uma fl utuação de temperatura de 3oC não é incomum para esse tipo de controlador; uma variação dessa magnitude pode pro-duzir fl utuações excessivas na viscosidade, resultando em uma variabilidade dimensional inaceitável nos pro-cessos críticos de extrusão.

A indicação de temperatura para os controladores é fei-ta por meio de termopares corretamente posicionados em cada zona de temperatura do cilindro, adaptador, cabeçote e matriz. É importante que esses termopares estejam posicionados o mais próximo possível do fl uxo do fundido para registrar, de forma precisa, a tempera-tura do metal que estiver envolvendo a resina fundida.

Controladores de temperatura

Para a medição precisa e respostas rápidas, recomen-da-se um transdutor de diafragma com um indicador eletrônico. O local mais comum para a instalação do transdutor é imediatamente antes do porta-telas, pois esse é o ponto onde, provavelmente, a alta pressão é gerada. Entretanto, também é vantajoso instalar um se-gundo transdutor na área do cabeçote de extrusão para indicar a pressão de saída junto à matriz.

Flutuações de longa ou curta duração podem infl uen-ciar a qualidade e a uniformidade do produto e, por esse motivo, pode ser vantajoso monitorar continuamente a pressão do fundido, conectando a saída do transdutor a um registrador gráfi co.

Um bom aquecimento externo é essencial para a área do porta-telas da extrusora. Uma capacidade sufi ciente de aquecimento deve estar disponível para elevar ra-pidamente a temperatura dessa região, nas condições normais de processamento, para assegurar que qual-quer polímero residual seja totalmente fundido antes da partida. Analogamente, como a área do porta-telas (fi xação do cabeçote) é normalmente aquela onde uma grande quantidade de calor é perdida para o ar ambien-te, a confi guração das resistências desta zona é crítica.

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5. Funcionamento da extrusora

O HYTREL® é normalmente fornecido em sacos selados, à prova de umidade de 25kg. Caixas com revestimento de barreira à umidade com 500kg também encontram-se disponíveis para grandes consumidores.

Nas operações de extrusão, o mais elevado grau de limpeza possível deve ser observado na preparação, processamento e retrabalho do material, para evitar que partículas de poeira ou outras formas de contami-nação ingressem na extrusora. Sistemas automáticos de transporte dos grãos, funis de alimentação selados, abertura cuidadosa dos sacos de resina virgem, bem como o manuseio cuidadoso do material moído contri-buem de forma signifi cativa para a limpeza e a qualida-de global do produto acabado.

Manuseio geral das resinas

Todas as práticas de segurança normalmente obser-vadas para o manuseio e processamento de polímeros termoplásticos devem ser adotadas para o HYTREL®. O polímero não é um material perigoso em condições nor-mais de transporte e armazenagem.

Durante o seu processamento, se as temperaturas e os tempos de permanência atingirem valores muito acima dos recomendados, o HYTREL® pode se degradar e de-compor com a formação de produtos gasosos.

Normalmente, nas temperaturas normais de processa-mento e nas condições normais de produção, a decom-posição dessas resinas é mínima.

Entretanto, os riscos potenciais decorrentes dos produ-tos de decomposição gasosa incluem: “Refl uxo explo-sivo”, incêndio e exposição a vapores tóxicos (princi-palmente o tetrahidrofurano).

Como ocorre com todos os termoplásticos, as queima-duras resultantes do contato com o polímero fundido são um risco potencial durante o seu processamento. Antes de processar o HYTREL®, consulte o manual: “Pre-cauções para o Manuseio e Processamento do HYTREL®” e observe as precauções lá recomendadas.

Precauções de segurança

Os grãos de HYTREL® são fornecidos em embalagens à prova de umidade. Entretanto, quando expostos ao ar, os grãos absorvem umidade. Teores de umidade acima de 0,10% podem comprometer seriamente uma ope-ração de extrusão, provocando grandes variações na pressão do fundido, variação na vazão da extrusora,

Absorção de umidade e secagem

degradação da resina e, possivelmente, bolhas no ma-terial fundido à medida que este deixar a matriz.

Nas temperaturas acima do ponto de fusão, um teor ex-cessivo de umidade provoca a degradação hidrolítica do polímero. Essa degradação resulta em propriedades físicas defi cientes, além de tornar o material quebradi-ço, especialmente a baixas temperaturas.

Tabela 2. Teores de umidade de equilíbrio para o HYTREL®

Grade de HYTREL®

Teor de Umidade de Equilíbrio (% após 24 horas)

Alta

Pr

odut

ivid

ade

Alto

De

sem

penh

oEs

peci

alid

ade

G3548WG4074G4078WG4774, G4778G554440564069455655265556635672468238

30785555HSHTR4275BKHTR5612BKHTR6108HTR8068HTR8139LVHTR8171HTR8206

5,02,13,02,51,5

0,60,70,60,50,50,30,30,3

3,00,70,30,40,21,90,75430

Os teores de umidade de equilíbrio dependem do grade da resina e encontram-se na Tabela 2 (Método ASRM D570). A velocidade de absorção da umidade para um grade normal do HYTREL® para extrusão (5556) encontra-se na Figura 3.

Figura 3. Absorção de umidade à temperatura ambiente HYTREL® 5556

0,1

1,0

0,2 0,4 0,6 2 4 6

0,6

0,4

0,2

0,10,08

0,06

0,04

0,02

0,01

0,8

1 10

50% U.R.

100% U.R.

HYTREL® 5556

Ganh

o de

um

idad

e %

em

pes

o

Tempo, h

Page 9: Extrusao Plástico

7

A técnica de partida é importante, pois envolve a segurança dos operadores e dos equipamentos. As técnicas de par-tida podem variar se o equipamento estiver limpo ou não.

Procedimentos de partida, desligamento e purga

Partida

Para ligar uma extrusora limpa e vazia, regule os contro-ladores de temperatura da matriz, cabeçote e das zonas de aquecimento da extrusora com as temperaturas de operação da resina a ser utilizada (consulte a página 24).

Neste momento, as resistências e os controladores de-vem ser examinados. Quando todas as zonas atingirem as temperaturas de operação, deixe-as nessa tempe-ratura por 30 a 60 minutos, antes de alimentar a resina. Abra a água de resfriamento da zona de alimentação. O resfriamento de toda a rosca não é recomendado, mas se houver resfriamento na zona de alimentação, isso pode ajudar na solução de alguns problemas de alimentação.

Quando todas as zonas de aquecimento estiverem nas suas temperaturas de operação por 30 - 60 minutos, acione a rosca com baixa rotação (5 a 10rpm) e come-ce a alimentação da resina pelo funil. Quando o material fundido começar a aparecer na matriz, ele deve fi car “claro” após alguns minutos e tanto a temperatura do fundido quanto a pressão do cabeçote devem variar.

Recomenda-se utilizar um pirômetro tipo agulha portátil para monitorar a temperatura durante a partida. A re-ferência sempre deve ser feita com o amperímetro e o manômetro da extrusora, se houver. Para máxima segu-rança do equipamento e do operador, o manômetro deve estar localizado entre o fi m da rosca e o porta-telas.

A. Máquina Limpa

Algumas vezes, a extrusora foi desligada quando car-regada total ou parcialmente com HYTREL® ou outro polí-mero. Neste caso, o ponto de fusão do material residual deve ser considerado durante a partida.

Tome cuidado ao ligar uma máquina carregada para evitar o refl uxo na zona de alimentação, o superaque-cimento localizado (que pode provocar a degradação do polímero) e pontos frios (pontos de resina não fun-dida que ocorrem, basicamente, no adaptador ou na extensão do cilindro). Certifi que-se de que a matriz e o cabeçote atinjam a temperatura adequada antes da fl ange e do cilindro para permitir a expansão térmica do polímero, à medida que este fundir.

Ajuste todos os controladores (exceto o da zona de ali-mentação, que pode ser mantido na sua temperatura normal de operação) com 10-20oC acima do ponto de fusão nominal para o grade a ser processado (consulte a página 24). Se o material residual no cilindro possuir um ponto de fusão que estiver substancialmente acima daquele apresentado pela nova resina, então os con-troladores devem ser ajustados para uma temperatura superior ao ponto de fusão do material existente na ex-trusora.

B. Máquina Carregada

O HYTREL® deve ser seco antes do processamento.

É muito importante assegurar que a resina esteja seca durante o processamento para possibilitar a obtenção de peças de qualidade que proporcionam bom desem-penho quando utilizadas.

No caso de operações críticas de extrusão, como a calibrada a vácuo de tubos com pequenas tolerâncias, verifi cou-se que a vazão da extrusora pode apresentar pequenas oscilações em função dos diferentes teores de umidade e temperatura dos grãos no funil de alimen-tação.

Por esse motivo, recomenda-se a secagem dos grãos de HYTREL® em um desumidifi cador sob condições de temperatura fi xa e tempo regulável.

O tempo e a temperatura de secagem dependem do teor inicial de umidade no material, bem como o tipo de secador ou estufa utilizados. Não obstante, orientações gerais para a secagem do HYTREL®, baseadas na experi-ência obtida em laboratórios e na indústria encontram-se na Figura 4.

Secagem

Figura 4. Recomendações para a secagem do HYTREL®

Tempo de secagem em função da temperatura

0

150

140

130

120

110

100

90

1 32 4 5 6 7 8

Máx. (grades com baixo ponto de fusão)

Máx. (maioria dos grades)

= secagem em estufa de ar circulante= secagem em desumidificador

Tem

pera

tura

, ˚C

Tempo, h

Page 10: Extrusao Plástico

8

Quando os controladores atingirem essas temperaturas e forem mantidos nesse patamar de temperaturas por 20 a 30 minutos, aumente vagarosamente a rotação da rosca para 10rpm, até que o polímero fundido comece a fl uir pela matriz. Nesse instante, é importante verifi car se a pressão no cabeçote ou a corrente consumida são excessivas, o que pode indicar a presença de resina não fundida. Inicie a alimentação da nova resina pelo funil, verifi cando, mais uma vez, a ocorrência de pres-sões elevadas ou do consumo de corrente excessiva pelo motor. Mantenha a extrusora em baixa rotação en-quanto é feita a purga com o novo material por até 30 minutos, ou até que um polímero fundido claro comece a sair pela matriz.

Durante este processo, a rotação da rosca deve ser ocasionalmente aumentada até atingir a rotação normal de operação, ou acima dessa rotação por curtos perío-dos. Isso ajuda a liberar qualquer resina degradada ou não fundida das superfícies internas da extrusora.

Quando for observado um fl uxo de polímero fundido cla-ro, todas as temperaturas devem ser ajustadas para os valores normais de operação e a purga lenta deve conti-nuar até que as temperaturas voltem a se estabilizar.

Neste ponto, a temperatura do fundido deve ser verifi -cada, após ter ajustado a rotação da rosca para o seu valor desejado.

Procedimentos de desligamento e purga

Para breves períodos de desligamento, menores ou iguais a 30 minutos, nenhuma ação é necessária, além de uma curta purga com a nova resina após a partida.

Se a extrusora for desligada por períodos mais longos, descarregue o cilindro e desligue os controladores de temperatura. Se a extrusora possuir um sistema de res-friamento do cilindro, ele pode ser usado para resfriar rapidamente a resina existente no seu interior, evitando a degradação do polímero. Durante a próxima partida, qualquer material presente na rosca deve ser purgado, não devendo ser utilizado. Deve-se considerar a exaus-tão dos gases que eventualmente podem ser gerados (veja as “Precauções de Segurança”).

A purga com polietileno ou outro polímero normalmen-te não é recomendada, exceto quando for necessário remover outras resinas utilizadas em processamentos anteriores ou antes da desmontagem do equipamento para limpeza (veja “Limpeza do Equipamento”). Pode ser necessário um longo período após a partida para eliminar completamente quaisquer sinais de polietileno do HYTREL®.

Toda a purga deve ser feita com as temperaturas dos controladores acima do ponto de fusão da resina que estiver sendo extraída.

Compostos especiais para purga (por exemplo: resinas acrílicas) podem ser usados para a purga da extrusora. Como esses materiais de ligações cruzadas não se fun-dem, apenas amolecem, é necessário retirar a matriz, o cilindro, as telas e o conjunto troca-telas antes da pur-ga. Se isso não for feito, níveis inseguros de pressão e de corrente podem ser observados, podendo danifi car o equipamento ou ferir os operadores.

Recomenda-se a eventual desmontagem e limpeza da rosca da extrusora e dos componentes do adaptador, do cabeçote e da matriz. A freqüência ideal dessas des-montagens depende do número de partidas / desligamen-tos e da quantidade de mudanças de resinas diferentes.

O procedimento de limpeza consiste na purga da extru-sora com polietileno ou poliestireno, com a conseqüen-te remoção da matriz, adaptador e cabeçote. Com o ca-beçote removido, a rosca e o cilindro podem, então, ser limpos usando um composto de purga acrílico.

A remoção completa da rosca para uma limpeza total é necessária de tempos em tempos, pois esta é a única forma de assegurar que as partículas duras de políme-ros degradados e de outros resíduos foram devidamen-te removidas das superfícies da rosca e do cilindro.

Grandes quantidades de resina podem ser removidas da rosca e de outros componentes, raspando as suas superfícies enquanto ainda estão quentes. Após a ras-pagem, pode-se fazer a limpeza com uma escova de cerdas metálicas ou com tecidos especiais para limpe-za. Uma escova giratória com cerdas metálicas presa a uma haste extensível acoplada a uma furadeira elétrica pode ser usada para limpar toda a parte interna do ci-lindro da extrusora.

Resíduos difíceis podem ser removidos dos compo-nentes do cabeçote e da matriz queimando-os com uma tocha de propano. Esse método, entretanto, não é recomendado pois pode haver a formação de gases tóxicos e infl amáveis. Um método melhor é a imersão das peças em um leito fl uidizado quente que foi espe-cialmente projetado para esse fi m. Esse equipamento utiliza óxido de alumínio fl uidizado com ar quente, no qual as peças são imersas por meio de uma gaiola de arame. Com uma extração de vapores adequada, esse método é rápido e completo e as peças fi cam prontas para serem reinstaladas na extrusora.

Limpeza do equipamento

Page 11: Extrusao Plástico

9

6. Processos de extrusão

O HYTREL® é usado satisfatoriamente em muitos proces-sos diferentes de extrusão. Juntamente com as con-dições de processamento de cada um dos grades de Hytrel® (veja a página 24), há alguns pontos gerais que se aplicam a todos os grades e à maioria dos processos de extrusão.

A viscosidade de fundido do Hytrel® extrudado depen-de da temperatura do fundido. As temperaturas de fun-dido um pouco acima do ponto de fusão proporcionam a maior viscosidade e, portanto, o manuseio mais fácil na maioria dos processos de extrusão. Normalmente, a temperatura real de fundido deve ser de 5 a 15oC acima do ponto nominal de fusão, quando medida com um pi-rômetro de agulha posicionado no fl uxo de material fun-dido, com a extrusora funcionando em rotação normal.

Geral

O perfi l de temperatura empregado para obter essa condição depende de cada extrusora e, portanto, do tipo da rosca e da sua capacidade de plastifi cação.

Entretanto, é importante que as temperaturas das zo-nas do adaptador, cabeçote e da matriz estejam sempre ajustadas para um valor que, pelo menos, seja igual ao ponto de fusão nominal do grade de HYTREL® que estiver sendo processado; caso contrário, pontos frios e partí-culas de material não fundido podem se acumular nas superfícies metálicas internas, resultando na liberação de borras de HYTREL® frio ou degradado no fl uxo do ma-terial fundido. Em condições extremas, um ponto frio pode levar a uma condição potencialmente perigosa da pressão de fundido.

Devido à relação viscosidade / temperatura, é impor-tante manter um bom controle de temperatura em cada zona. Isso não depende apenas de uma instrumentação devidamente mantida e calibrada, mas também de boas práticas operacionais. Por exemplo, uma grande fl utu-ação na temperatura do ar ambiente, provocada pela abertura de uma porta, pode infl uenciar as temperatu-ras do cabeçote da extrusora e, conseqüentemente, a viscosidade do fundido.

A atenção aos detalhes em outras partes do processo de extrusão pode ajudar a evitar problemas potenciais.

Fatores tais como a variação da temperatura da água de resfriamento, variação na velocidade do arraste, vi-brações mecânicas e fl utuação na alimentação elétrica ou na pressão d’água da fábrica podem provocar pro-blemas que são indevidamente atribuídos ao material ou à extrusora.

Perfi s maciços e ocos podem ser extrudados de forma bem-sucedida com os grades de HYTREL®, atendendo aos vários requisitos de complexidade e forma.

Perfi s

A boa e incomum estabilidade térmica e a natureza to-talmente termoplástica do HYTREL® permitem a reutiliza-ção de aparas do processo de extrusão. O HYTREL® pode ser moído e misturado com o polímero virgem em uma proporção de até 50%, aproximadamente, considerando que o polímero tenha sido devidamente processado. Em todas as ocasiões, deve-se assegurar que o polímero moído não degradou e que está isento de substâncias estranhas.

Corte as aparas em pedaços que tenham aproximada-mente o mesmo tamanho dos grãos originais. Use um moinho de aparas com facas afi adas e bem reguladas para produzir material moído limpo e fi no. Seque todo o material moído e misture-o bem com o polímero virgem, para garantir uma qualidade uniforme.

A verifi cação do índice de fl uidez do fundido é uma for-ma prática de monitorar a qualidade do material moído em amostras representativas e é uma ferramenta útil de controle da qualidade, tanto para produtos acabados, quanto para material moído. O índice de fl uidez do fun-dido, na verdade, mede o escoamento com restrição do polímero fundido. Quanto maior o índice, menor a visco-sidade e, portanto, o peso molecular - sendo uma indica-ção da degradação do polímero.

Como regra geral, não se deve reutilizar aparas cuja verifi cação do índice de fl uidez apresente um valor que seja, aproximadamente, 50% maior do que o índice do material virgem.

Reciclagem de aparas

Por extrusão livre

Para formas simples, tais como perfi s redondos maci-ços ou de correias em “V”, a técnica de extrusão livre é a melhor. Esta técnica emprega uma matriz simples que em muitos casos pode ser feita com uma chapa plana (normalmente de alumínio) que é fi xada na frente do ca-beçote da extrusora. Embora essas matrizes de chapa apresentem a desvantagem de acumular uma camada de polímero na parte posterior da chapa, que eventual-mente se degrada e causa problemas durante longas operações de extrusão, elas são úteis para o desenvol-vimento de protótipos e curtas produções (desde que sejam desmontadas e limpas após cada operação).

Page 12: Extrusao Plástico

10

As matrizes de chapa devem apresentar uma espessura de 6 a 12mm, dependendo do tamanho do perfi l e devem ser localmente reduzidas para 3 a 5mm no ponto onde o perfi l possa ter uma seção que seja signifi cativamente mais delgada do que o perfi l principal. As dimensões reais do orifício da matriz devem ser aproximadamente o dobro das dimensões do perfi l acabado, para propor-cionar sufi ciente arraste do fundido durante o processo de extrusão. Esse arraste é necessário para produzir uma tração sufi ciente do material extrudado evitando a fl exão do material e variações dimensionais.

Normalmente, algumas alterações no orifício da matriz são necessárias após os testes iniciais, para se obter a distribuição necessária do material. Particularmente, é comum abrir ou chanfrar quaisquer cantos internos na parte posterior da abertura da matriz, cuidadosamente limando ou desbastando manualmente, para permitir um maior escoamento nessas áreas.

Onde for necessário, pode-se desenvolver o projeto de-fi nitivo de matrizes mais simples a partir da forma do protótipo da matriz de chapa. Entretanto, observe que a mudança de um grade de HYTREL® para outro, ou a mu-dança da temperatura do fundido ou da velocidade de extrusão, pode afetar a forma fi nal do perfi l.

Embora a extrusão livre seja aceita para formas “maci-ças” simples, não é possível obter os perfi s desejados utilizando-se essa técnica, quando formas ou perfi s com seções mais complexas são necessários (por exemplo: canais em “U” ou perfi s com nervuras).

Nesses casos, pode ser possível instalar guias ou su-portes no interior do banho d’água para “reter” a for-ma do material extrudado até que este fi que sufi cien-temente solidifi cado. Embora essa técnica não seja a mais adequada, principalmente com os grades mais du-ros de HYTREL®, onde a contração diferencial pode pro-vocar o empenamento e a distorção de determinadas seções de um perfi l. A extrusão calibrada a vácuo pode ser mais adequada para perfi s mais complexos quando forem utilizados grades mais duros de HYTREL®.

Nota: Os melhores grades de HYTREL® para extrusão li-vre são aqueles que apresentam menor dureza e maior viscosidade, especialmente quando são extrudados a temperaturas mais baixas.

Por extrusão calibrada a vácuo

Esta técnica que está bem defi nida para polímeros mais rígidos, como o PVC rígido, foi considerada como mo-deradamente adequada para os grades mais duros de HYTREL®. Os grades mais moles apresentam muito atrito contra as superfícies da matriz de calibração e tendem a aderir às mesmas.

Para os grades mais duros deve ser empregado um sis-tema de matriz de calibração “úmida” onde o material extrudado é lubrifi cado por uma película d’água forne-cida por uma série de pequenos orifícios (com diâmetro de 0,5 a 1,0mm) perfurados ao redor da entrada da ma-triz de calibração.

A entrada deve ser arredondada (3 a 5mm) e toda a superfície interna deve ter acabamento jateado. Como opção, um revestimento de Tefl on® pode ser aplicado às superfícies de calibração para reduzir a tendência do perfi l extrudado em aderir à matriz.

O projeto da matriz da extrusora deve seguir os prin-cípios descritos para a extrusão livre, embora menos arraste deva ser empregado. Novamente aqui as matri-zes de chapa podem ser usadas para o desenvolvimen-to de protótipos e produções pequenas. Quando forem usadas matrizes usinadas com melhor acabamento, a espessura da matriz deve ser 5 a 10 vezes a espessura do perfi l.

Monofi lamentos

A extrusão de monofi lamentos é feita diretamente, utili-zando-se grades de HYTREL® de média viscosidade.

Equipamentos normalmente empregados para resinas tais como nylon e PBT também podem ser utilizados para o HYTREL®. As temperaturas de processamento po-dem ser um pouco mais altas para a extrusão de mono-fi lamentos do que para outros processos de extrusão. Normalmente, devem ser utilizadas temperaturas de fundido com 15 a 20oC acima do ponto nominal de fusão do grade específi co de HYTREL®. A relação de arraste, medida pelo diâmetro da matriz em relação ao diâmetro do monofi lamento que sai do primeiro banho de resfria-mento d’água, deve estar entre 4:1 e 10:1.

A quantidade de orientação e as temperaturas para alongamento e recozimento devem ser determinadas para o grade específi co de HYTREL® que estiver sendo usado e pelas especifi cações das propriedades fi nais.

Extrusão livre de tubosTubos de pequeno porte podem ser produzidos em HYTREL® através de extrusão livre.

Este método é amplamente utilizado para a fabricação de tubos com até 6mm de diâmetro externo. Tamanhos maiores podem ser fabricados utilizando-se o método de formação por pressão diferencial (também denomi-nado de formação a vácuo - veja “Extrusão Calibrada a Vácuo de Tubos”).

Page 13: Extrusao Plástico

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Uma confi guração típica para extrusão livre encontra-se na Figura 5. O processo consiste na extrusão de um tubo de resina, puxando-o através de água fria. Um ou mais anéis metálicos de elevada precisão podem ser instalados sob a superfície da água para auxiliar na manutenção da forma do tubo. O processo não é caro, pois uma ampla gama de dimensões podem ser obtidas a partir de uma combinação de matriz e macho, varian-do-se apenas a dimensão da(s) placa(s) formadora(s), a rotação da rosca, a velocidade de arraste e a pressão de ar interna (se for empregada).

Para evitar a deformação do tubo durante a extrusão li-vre, algumas vezes é necessário alimentar ar com pres-

Figura 5. Extrusão livre de tubos

PARAFUSOS DE REGULAGEM DA MATRIZ

PUXADORBANHO DE RESFRIAMENTO

BOBINADEIRA DE TUBOS

EXTRUSORA ALIMENTAÇÃO DE AR CONTROLADO

ANÉIS FORMADORES(opcional)

são ajustada através do macho para funcionar como um suporte interno. Uma válvula de controle muito sensível ou um pressostato deve ser empregado para minimizar as pequenas variações de pressão que podem resultar em alterações no diâmetro da tubulação.

A escolha dos diâmetros da matriz e do macho da extru-sora para uma determinada dimensão de tubo depende da intensidade do arraste aplicado. Para a maioria dos grades de HYTREL®, pode-se obter resultados satisfató-rios quando a matriz e o macho são escolhidos com diâmetros aproximadamente iguais ao dobro dos diâ-metros externo e interno do tubo, respectivamente.

Calibração a vácuo de tubosO método de extrusão livre não é geralmente emprega-do para tubos de HYTREL® com diâmetros iguais ou su-periores a 6mm, uma vez que a circunferência é difícil de ser controlada. O procedimento mais popular para a formação de tubos maiores é a técnica da formação a vácuo ou por pressão diferencial. Uma confi guração típica é mostrada na Figura 6. Este método não requer pressão interna de gás para sustentar o tubo, permitin-do que o tubo seja cortado em qualquer comprimento, sem a interrupção do processo.

Um método de calibração é feito utilizando-se um con-junto de placas de alumínio ou de latão, cada uma con-tendo um orifício com diâmetro bastante preciso. Porém o sistema preferido consiste em uma matriz de calibra-ção tubular geralmente feita de latão com orifícios peri-féricos perfurados na parede do tubo para permitir que o vácuo existente atue no tubo extrudado. A parte interna deve ser jateada e conter ranhuras rasas ou “raias” para diminuir o atrito superfi cial do tubo extrudado. Tanto a matriz de placas quanto o calibrador tubular são normal-mente construídos com um tamanho entre 3 e 15% maior para compensar a contração do material extrudado.

Figura 6. Extrusão de tubos com calibração por pressão diferencial

bomba

tanque deacumulação

DRENAGEM

EXTRUSORA

água aerada

VÁLVULA DE SANGRIA

TANQUE DE VÁCUO

PUXADOR BOBINADEIRA

BANHO DE RESFRIAMENTO

MATRIZ DE CALIBRAÇÃO

UNIDADE DE CALIBRAÇÃO POR PRESSÃO DIFERENCIAL

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Uma matriz que apresenta bons resultados com todos os grades de HYTREL® com dureza até 40D encontra-se na Figura 7.

Deve haver uma lubrifi cação adequada entre o polí-mero extrudado e a superfície metálica do calibrador. Normalmente, isso pode ser feito com uma delgada pe-lícula de água através dos furos existentes na frente da matriz tubular ou através de um dispositivo com anel d’água na entrada da matriz.

Normalmente, as matrizes de calibração devem ser de 3 a 5% maiores para os tubos que são extrudados com velocidades moderadas (até 25m/min), enquanto que os tubos com pequenos diâmetros (inferiores a 12mm) que são extrudados em altas velocidades requerem uma matriz de calibração 10 a 15% maior.

Em geral, os grades de HYTREL® com dureza 35 e 40 Shore D não podem ser satisfatoriamente processados utilizan-do-se o método de formação por pressão diferencial, tanto com a matriz de placas quanto com a matriz tu-bular. A sua natureza muito emborrachada e a sua menor velocidade de cristalização fazem com que o políme-ro fi que “preso” à matriz de calibração. Entretanto, em certos casos, é possível extrudar tubos com grandes diâmetros e paredes fi nas utilizando-se esses grades e uma matriz de calibração com um vácuo muito fraco.

Figura 7. Matriz de calibração tubular

PLACA FRONTAL

ENTRADA D'ÁGUA

FENDA ANELAR

PARA SAÍDA DA ÁGUA

CANAL D'ÁGUA

SAÍDA DO

TUBO

FLANGE PARA FIXAÇÃO AO

TANQUE DE VÁCUO

TANQUE DE VÁCUO

A combinação correta de matriz e macho deve ser es-colhida como segue.

1. A matriz da extrusora deve ter entre 2 e 2,5 vezes o diâmetro externo do tubo, para tubos com até 20mm de diâmetro, para serem processadas com velocidades moderadas (até 25m/min.).Quando são produzidos tubos com diâmetros maiores ou quando tubos com diâmetros menores são extru-dados a alta velocidade (mais de 25m/min.), a matriz da extrusora deve ter entre 1,5 e 2 vezes o diâmetro externo do tubo.

2. O pino da extrusora deve ser escolhido de tal forma que seja maior do que o diâmetro interno do tubo aplicando-se um fator de, aproximadamente, 90% do utilizado para determinar o diâmetro da matriz.

Por exemplo, para extrudar um tubo com 8mm de diâ-metro externo e 6mm de diâmetro interno, com uma ve-locidade de linha de 30m/min.:

Diâmetro da matriz da extrusora = 8 x 2,0 = 16mmE o pino da extrusora = 6 x 1,8 = 11mm

A escolha do pino e da matriz de acordo com esses pa-râmetros resulta em uma relação de arraste de, apro-ximadamente, 4 para 1 (a relação de arraste é defi nida como sendo a relação entre a seção transversal do material extrudado à medida que sai da matriz da extru-sora e a seção transversal do tubo acabado). Relações de arraste entre 3 para 1 e 4 para 1 foram consideradas ótimas para a extrusão de tubos de HYTREL®, utilizando-se a técnica de formação a vácuo.

Em todas as operações de formação a vácuo, deve haver uma provisão para o ajuste fi no do vácuo para precisamente controlar e manter o diâmetro externo do tubo extrudado. Vácuo com 50 - 255mm Hg foi usado satisfatoriamente para manter um controle dimensio-nal preciso dos tubos de pequeno diâmetro feitos com HYTREL®.

Outros fatores que merecem atenção especial são:

• Perfi l adequado da rosca para proporcionar uma pro-dução constante e uma variação mínima na tempe-ratura do fundido. Isso é especialmente importante para a extrusão de tubos a alta velocidade e quando for necessário manter dimensões exatas por grandes comprimentos.

• A alimentação da água de lubrifi cação com pressão constante para a matriz de calibração, preferencial-mente a partir de um tanque de alimentação colocado a, pelo menos, 1,5m acima da matriz.

Page 15: Extrusao Plástico

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A maioria dos grades de HYTREL® é usada para recobrir vários tipos de produtos, incluindo mangueiras, cordas, cabos e fi os. O equipamento básico necessário inclui uma extrusora equipada com um cabeçote cruzado, um sistema desbobinador com um freio ou dispositivo tensionador, um banho de água de resfriamento, um sistema puxador com velocidade variável e uma bobi-nadeira.

A disposição do cabeçote cruzado e da matriz podem ser de dois tipos:

• Cabeçote cruzado com matriz de pressão (envolvente), ou• Cabeçote cruzado com matriz de tubo (manga).

A extrusão com matriz de pressão envolve o material extrudado, fi cando em contato com o núcleo (por exem-plo: mangueira, fi o, etc.) no interior do cabeçote, resul-tando em alguma pressão que é aplicada ao material fundido, forçando-o a penetrar em quaisquer inters-tícios do material do núcleo. Essa técnica é preferida quando é necessária uma boa adesão ou um diâmetro externo suave e regular aplicado sobre um material ir-regular ou áspero do núcleo.

A Figura 8 mostra uma matriz de pressão normal.

O diâmetro da matriz deve ser aproximadamente 5% maior do que o diâmetro de cobertura desejado. O com-primento da parte cilíndrica interna da matriz (E) deve ser igual ao diâmetro fi nal do revestimento, mas consi-deravelmente menor para revestimentos muito delga-dos (menos de 0,5mm).

A folga entre o núcleo a ser recoberto e a parte interna do “torpedo” ou macho deve estar entre 1 e 5% do diâmetro do núcleo (dependendo do material e da regularidade da superfície do núcleo).

A distância entre a ponta do macho e a entrada da ma-triz (F) deve ser regulável, mas é normalmente ajustada para que seja igual ou maior à espessura do revesti-mento a ser aplicado.

Extrusão de revestimento (“Cabeçote cruzado”)

• Temperatura constante da água no banho a vácuo, utilizando um trocador de calor e um controlador de temperatura em um sistema de circulação fechada, ou com provisão para uma descarga adequada e re-posição de água fresca em um sistema aberto.

• Temperatura e teor de umidade uniformes para a ali-mentação do material. Obtêm-se melhores resultados utilizando-se um sistema de secagem no funil de ali-mentação ou um secador com transferência automá-tica para um funil fechado.

Figura 8. Cabeçote para revestimento com matriz de pressão

F E

A

A

B

B

C

C

D

A = Matriz

B = Macho

C = Fundido

D = Material do núcleo (mangueira, fio, etc.)

E = Comprimento da parte cilíndrica interna da matriz

F = Distância entre o macho e a matriz

A extrusão com matriz de tubo (manga) é ilustrada na Figura 9. Nesta técnica, o HYTREL® é extrudado na for-ma de um tubo e é puxado para encontrar a superfície do material do núcleo. Isso é normalmente feito com o auxílio do vácuo que é aplicado no interior do torpedo e atua através da abertura do macho (pino). A relação de arraste (RA) ideal encontra-se na faixa de 5 a 20:1 e os diâmetros da matriz e do macho podem ser calculados a partir da relação de arraste escolhida, como segue:

RA = DD2 - DM2

DC2 - DW2

Onde: DD = Diâmetro da matriz DM = Diâmetro do macho DC = Diâmetro do núcleo recoberto

(corda, cabo etc.)DW = Diâmetro do núcleo sem cobertura

Figura 9. Cabeçote para revestimento com matriz de tubo

A

A

B

B

C

C

D

E

A = Matriz

B = Macho

C = Fundido

D = Material do núcleo (mangueira, fio, etc.)

E = Comprimento da parte cilíndrica interna da matriz

Page 16: Extrusao Plástico

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As vantagens da extrusão com matriz de tubo são o me-lhor controle da espessura da parede do revestimento e a facilidade de remover o revestimento do núcleo (por exemplo: aplicações de revestimento de fi os).

Alguns outros pontos que podem ser importantes para a extrusão de HYTREL® com cabeçote cruzado:

• Se um material condutor térmico estiver sendo reco-berto (por exemplo: condutor elétrico, mangueira de aço trançado etc.), pode ser necessário pré-aquecer o núcleo utilizando uma chama ou um túnel de ar quente antes de ingressar no cabeçote cruzado. Isso ajuda a evitar o rápido resfriamento do fundido quando este entrar em contato com o núcleo metálico, que pode resultar em uma penetração insufi ciente do material do núcleo. Da mesma forma, núcleos fi brosos (por exemplo: cordas têxteis ou tecidos trançados) podem precisar ser secas, passando-as por um túnel de ar quente ou armazenando-as em uma área quente an-tes de revestí-las, para evitar o aparecimento de bo-lhas de umidade através da capa de HYTREL®.

• Para a extrusão a alta velocidade, especialmente quando são usados recobrimentos com paredes del-gadas, pode ser necessário elevar as temperaturas do cabeçote e da matriz e, possivelmente, também do cilindro da extrusora para atingir uma velocidade de escoamento sufi ciente com uma pressão de fundido aceitável. Temperaturas de fundido com 40oC acima do ponto nominal de fusão da maioria dos grades de HYTREL® podem ser seguramente empregadas para re-duzir a viscosidade do fundido, verifi cando se o de-senho do adaptador, cabeçote e demais peças não aumentam a temperatura de quaisquer pontos de re-tenção, onde pode ocorrer a degradação térmica.

Extrusão de fi lmes planos, chapas e reco-brimento de tecidos

Filmes planosNo processo de extrusão de fi lmes planos, o HYTREL® fun-dido é extrudado através de uma matriz plana passando para um rolo metálico polido - normalmente conhecido como “calandra resfriada” - que serve para resfriar o material fundido. Da calandra resfriada, o fi lme passa por uma série de outros rolos destinados a guiá-lo e mantê-lo livre de rugas no bobinamento. A Figura 10 apresenta uma linha típica de extrusão plana. Este pro-cesso proporciona um alto grau de controle sobre as propriedades do fi lme, especialmente claridade óptica.

A espessura do fi lme é controlada pela relação entre a vazão da extrusora e a velocidade superfi cial da ca-landra refrigerada.

Os fi lmes de HYTREL® produzidos por este processo de extrusão podem apresentar espessuras tão fi nas quan-to 0,013mm.

Figura 10. Confi guração típica para extrusão de fi lmes planos

EXTRUSORA

CALANDRA RESFRIADA

ROLOS LIVRES

CORTADORTANGENTE À CALANDRA RESFRIADA

ROLOS EMBORRACHADOS

PUXADORES

ROLOS LIVRES

BOBINADEIRA GIRATÓRIA

AUTOMÁTICA

BAILARINOSUPERIOR

ROLO PUXADOR

MATRIZ PLANA

RESFRIAMENTO COM ÁGUA

(INDIVIDUAL)

EXTRAÇÃO DE APARA

• Embora a temperatura da água no banho de resfria-mento geralmente não seja crítica (normalmente utilizamos de 10 a 20oC), pode haver casos onde um resfriamento gradual do revestimento de HYTREL® com água quente (por exemplo: 60oC) pode ser vantajoso. Algumas vezes é o que ocorre com a proteção de fi -bras óticas ou condutores elétricos com pequenos diâmetros, onde a rápida cristalização provocada pela água fria pode resultar em tensões indesejadas quando do resfriamento do HYTREL®.

Page 17: Extrusao Plástico

15

A calandra resfriada é internamente refrigerada por água gelada ou por uma mistura de água / glicol. Com o HYTREL®, água quente ou óleo quente podem ser usados para controlar a temperatura em algumas aplicações (veja a discussão sobre os efeitos da temperatura nas propriedades dos fi lmes). O controle de tensão deve ser preciso e muito suave com os grades mais fl exíveis do HYTREL® para produzir fi lmes sem rugas e com boa conformação da bobina (planicidade da bobina). Jatos de ar podem ser usados para prender as extremidades do material fundido à calandra resfriada, minimizando a formação de dobras e vincos. Deve-se tomar cuidado para que os jatos de ar não atinjam os lábios da ma-triz, pois isso pode provocar o resfriamento desigual da matriz e uma uniformidade dimensional defi ciente no fi lme.

As condições de processamento como a temperatura do fundido, a temperatura da calandra resfriada, a dis-tância entre a matriz e a calandra e a velocidade de extrusão infl uenciam as propriedades dos fi lmes, mas a temperatura da calandra e a distância entre esta e a matriz têm os maiores efeitos. As seguintes condições gerais mostram como cada uma delas afeta as proprie-dades dos fi lmes. O quanto cada propriedade é afetada depende do grade de HYTREL® que estiver sendo usado.

Aumento da temperatura do fundido:

• Aumento da transparência• Aumento do brilho• Diminuição da opacidade• Diminuição do módulo e resistência no limite de es-

coamento (tração)

Aumento da temperatura de resfriamento:

• Aumento do módulo e resistência no limite de es-coamento (tração)

• Aumento da opacidade • Diminuição do brilho• Diminuição da transparência

Aumento da distância entre matriz e calandra resfriada:

• Aumento da opacidade • Diminuição do brilho e da transparência• Aumento do módulo e resistência no limite de es-

coamento (tração)

Aumento da velocidade de extrusão:

• Diminuição opacidade • Aumento da transparência e do brilho

Para obter a máxima claridade do fi lme, é necessário que a calandra resfriada tenha uma temperatura abaixo

de 0oC. Um fi lme com módulo e opacidade elevados pode ser obtido aumentando-se a temperatura da ca-landra resfriada.

Para evitar a adesão de material, as temperaturas da calandra não devem exceder 50oC para os grades moles do HYTREL® (grades com dureza 35D e 40D), 80oC para resinas com dureza 47D a 63D ou 100oC para grades com dureza igual ou superior a 72D.

Chapas

O termo “chapa” normalmente descreve materiais com espessura igual ou superior a 0,25 mm. A extrusão de chapas de HYTREL® com espessuras de aproximadamen-te 0,5 mm pode ser executada no mesmo equipamento utilizado para a extrusão de fi lmes planos, dependendo do ângulo da matriz e da capacidade de se obter uma adesão leve e controlada do material na calandra res-friada.

A extrusão de chapas com maior espessura é feita uti-lizando-se um sistema de calandra com três cilindros de acabamento, como mostra a Figura 11. São empre-gados tanto sistemas mecânicos quanto pneumáticos para tensionar a bobina.

Como nos demais processos de extrusão, o projeto da matriz e o controle das temperaturas são os pontos crí-ticos.

A abertura dos lábios da matriz deve ser de 10 a 20% maior do que a chapa mais espessa a ser produzida; uma chapa mais delgada pode ser feita com a mesma abertura da matriz, aumentando-se a velocidade dos ro-los. A temperatura do fundido deve ser mantida a mais baixa possível, consistente com a produção uniforme da extrusora. A distância entre a matriz e a calandra resfriada deve ser a menor permitida pela geometria do equipamento. A reserva de material fundido entre os cilindros puxadores também deve ser mantida a menor possível para minimizar a degradação por oxidação; entretanto, se houver pouco material, a sua falta pode provocar variações dimensionais na chapa produzida.

As temperaturas dos cilindros devem ser controladas individualmente. As temperaturas normais para a extru-são de chapas de HYTREL® são as seguintes:

Grade de HYTREL®

(Dureza Shore D)Temperatura da Calandra, oC

35D e 40D47D a 82D

15 a 30 40 a 70

A temperatura do cilindro superior é limitada pela tem-peratura na qual a chapa adere ao mesmo e, normal-mente, é mantida a mais baixa possível.

Page 18: Extrusao Plástico

16

Recobrimento de tecidos

O recobrimento de tecidos com HYTREL® pode ser feito em uma linha de extrusão com três ou quatro cilindros que em princípio é semelhante à linha de extrusão de chapas apresentada na Figura 11. O tecido é introdu-zido sobre o HYTREL® extrudado, entre os cilindros su-perior e intermediário. Uma confi guração mais comum é a linha de recobrimento padrão da Figura 12. Neste processo, o fundido é extrudado através de uma matriz plana sobre o tecido ou outro substrato entre a calan-dra resfriada e os cilindros de compressão.

O fundido entra em contato com o substrato pouco an-tes de encontrar a calandra resfriada que o solidifi ca ou resfria. O material fundido normalmente estende-se um pouco além das extremidades do substrato, entran-do em contato tanto com a calandra refrigerada quanto com os cilindros de compressão.

Figura 11. Extrusão de chapas

MATRIZ

ROLOS PUXADORES

INDIVIDUALMENTE AQUECIDAS OU

RESFRIADAS

ROLO DE APARA

ROLOS TENSIONADORES

BOBINADEIRA

CORTADOR

EXTRUSORA

Figura 12. Linha de recobrimento típica. O substrato é alimentado a partir da desbobinadeira automática giratória à esquerda. Após o pré-aquecimento, ele recebe o material extrudado na estação laminadora (ao centro). Após o resfriamento, o produto acabado é rebobinado à direita.

TENSIONADOR

LAMINADORAPRÉ-AQUECIMENTO

CILINDRO FLUTUANTE

DESBOBINADEIRA AUTOMÁTICA GIRATÓRIA

PLATAFORMA REBOBINADEIRA AUTOMÁTICA GIRATÓRIA

CALANDRA RESFRIADA

ROLOS CORTADORES RESFRIADOS

LAMINADOR DA DESBOBINADEIRA

CILINDRO DE ENCOSTO

CILINDRO DE COMPRESSÃO

Para evitar qualquer possibilidade de adesão nesses cilindros, o seu revestimento com Tefl on® FEP tem apre-sentado bons resultados.Uma calandra resfriada com 300 a 600mm de diâmetro é normalmente utilizada na linha de recobrimento. A sua temperatura é normalmente mantida entre 20 e 40oC.

A estabilidade do fundido antes de entrar em contato com a calandra resfriada depende em grande parte do projeto correto da matriz de extrusão bem como da temperatura do fundido, a distância entre a matriz e a calandra e da velocidade da linha.

Como ocorre na extrusão de fi lmes planos, o controle minucioso da tensão na bobinadeira é muito importante para minimizar a formação de rugas e assegurar uma boa conformação à bobina.

Uma operação de recobrimento bem sucedida depende de muitos fatores, sem esquecer da habilidade e da ex-periência do operador da linha.

Page 19: Extrusao Plástico

17

Filme tubularO HYTREL® pode ser processado em extrusoras conven-cionais de fi lme tubular, como mostra a Figura 13. A ele-vada resistência do fundido dos grades de moldagem por sopro do HYTREL® facilita o seu manuseio e a possi-bilidade de obter fi lmes com até 250 microns, utilizando-se razões de sopro de até 3:1. Outros grades de HYTREL®, es-pecialmente os de menor dureza (35D e 40D), também podem ser usados para obter fi lmes com espessuras de 150 microns, com razões de sopro de aproximadamente 2,8:1. Entretanto, agentes anti-blocantes como o Kena-mide B1 ou o Crodamide SR2 (ou produtos semelhan-tes) podem ser necessários para evitar a adesão entre as paredes do fi lme e entre o fi lme e os cilindros.

BALÃO

SAIABOBINADEIRA

BARRAS DOSANFONADOR

ROLETES DE GUIA

MACHO

ANEL DERESFRIAMENTO

ENTRADA DE AR

SEÇÃOREGULÁVEL DA MATRIZ

MATRIZ

ALIMENTAÇÃODE AR

EXTRUSORA

CILINDROS DE ARRASTE

VÁLVULA

Figura 13. Extrusão de fi lme tubular

CoextrusãoA coextrusão do HYTREL® com outros tipos de resinas foi bem avaliada para outras aplicações, como manguei-ras e tubos, perfi s, chapas e fi lmes. Nesta técnica, o HYTREL® é levado junto à segunda resina em uma única matriz, onde os dois materiais são fundidos, formando camadas distintas e bem aderidas em um único produto extrudado.

Através da coextrusão, o produto acabado pode com-binar as vantagens de dois ou mais polímeros de forma econômica.

O processamento bem-sucedido do HYTREL® na coextru-são depende dos seguintes fatores:

• Compatibilidade das duas resinas em termos de fusão ou soldabilidade.

• Proximidade dos pontos de fusão ou das temperaturas normais de processamento.

• Similaridade das características de fl uxo no interior da matriz, de contração e da velocidade dos efeitos de cristalização após sair da matriz.

• Desenho da matriz de coextrusão.

A experiência demonstrou que o HYTREL® é extrema-mente compatível com os mais rígidos e fl exíveis dos compostos de PVC e que os equipamentos normalmen-te usados para coextrudar o PVC rígido e fl exível apre-sentaram bons resultados com o HYTREL®. Os grades de HYTREL® com pontos de fusão mais baixos geralmente proporcionaram os melhores resultados.

Outros polímeros que foram coextrudados de forma bem-sucedida com o HYTREL® incluem a borracha sinté-tica Alcryn®, a resina termoplástica de poliéster Rynite® PET e o PBT. As resinas que normalmente não são con-sideradas como compatíveis ainda podem ser coextru-dadas desde que uma camada intermediária adequada ou de “adesivo” seja usada para proporcionar a adesão entre os outros materiais.

Comprovou-se que o uso de uma matriz com coleto-res múltiplos, onde os diferentes materiais fundidos ingressam na matriz separadamente e se unem pouco antes do seu orifício fi nal, proporciona a maior liberda-de em termos de escolha de polímeros. Essas matrizes normalmente geram menor distorção na interface dos materiais e melhor controle da espessura individual da camada, especialmente quando são usados polímeros com grandes diferenças nas propriedades de fl uxo.

1 Produto da Humko Sheffi eld Chemical Division, Caixa Postal 398, Memphis, Tennessee, E.U.A.

2 Produto da Croda Universal Limited, North Humberside, DN14 9AA, Inglaterra.

Page 20: Extrusao Plástico

18

7. Guia de solução de problemas para a extrusão do HYTREL®

Problema Causas prováveis Soluções sugeridas

Bolhas (na superfície) ao ser aplicado sobre substratos

1. O substrato contém substâncias voláteis (água, óleo etc.) (por exem-plo.: ao ser aplicado sobre materiais têxteis)

1.

Bolhas 1. Degradação da resina devido às altas temperaturas ou longos tem-pos de residência após a parada da extrusora

2. Retenção de ar

3. Umidade na resina

1.

2.

3.

1. Manuseio incorreto da resina

2. Limpeza incorreta da extrusora

3. Má qualidade do material moído

4. Conjunto de telas incorreto

1. Manter a resina limpa

2. Limpar a extrusora, remover todos os vestigios das outras resinas ou HYTREL® degradado

3. Usar apenas material moído limpo e seco

4. Colocar o conjunto correto de telas

Contaminação

Contração excessiva (revestimento de fi os e outras operações com cabeçote cruzado)

1. Excesso de orientação durante o arraste

1.

a.b.c.

d.

e.

g.

a.

b.c.d.

Reduzir as temperaturasAumentar a velocidade de extrusãoVerifi car a estagnação (pontos mortos) na extrusora ou matrizVerifi car a operação de resistências, controladores, termoparesUsar uma extrusora menor para diminuir o tempo de residênciaUsar a rosca adequadaDeixar a extrusora funcionando por vários minutos após a partida Aumentar a temperatura na parte traseira do cilindroUsar a rosca adequadaAumentar a contrapressãoVerifi car os controladores

Se a resina estiver úmida, seque-a antes de extrudá-la

a. Pré-aquecer ou secar o substratob. Limpar o substratoc. Aumentar a velocidade de extrusãod. Diminuir a distância entre matriz e a

calandrae. Aplicar vácuo através do macho

a. Reduzir a relação de arrasteb. Reduzir a velocidade de resfriamento

(aumentando a distância entre matriz e puxador / usar resfriamento com água quente)

c. Pré-aquecer o material do fi o / núcleod. Elevar a temperatura do fundido e da matriz

Page 21: Extrusao Plástico

19

Falta de concentricidade Ver "Deformação da circunferência" – concentricidade defi ciente ou material extrudado de-formado

Problema Causas Prováveis Soluções Sugeridas

Deformação da circunferência – concentricidade defi ciente ou material extrudado deformado (tubos ou revestimento com cabe-çote cruzado)

1. Matriz ou pino / macho com circun-ferência deformada ou empenada

2. Revestimento dobra antes do seu resfriamento, ou o material extruda-do dobra antes de entrar no banho d’água ou a matriz de calibração (tubo)

3. A pressão aplicada pelas correias do puxador ou outro equipamento está muito alta e causa deformação do extrudado

4. Velocidade de resfriamento desigual

5. Matriz sem regulagem

6. Pino ou macho excessivamente fl e-xível (geralmente isso pode resultar em variações na circunferência)

7. Orifício muito grande no macho para o núcleo ou fi o que está sendo coberto

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Furos, protuberâncias, rasgos, separações ou rupturas cônicas

1. Contaminação

2. Relação de arraste excessivamente elevada

3. Temperatura do material extrudado muito baixa

4. Dispersão defi ciente de materiais ou pigmentos ou excesso de carga

5. Protuberâncias de resina degradada liberadas a partir do cabeçote ou da matriz

1.

2.

3.

4.

5.

Substituir ou reusinar a matriz ou pino

Geralmente deve-se aumentar a tensão do material fundido: reduzir a temperatura do fundido, aumentar a velocidade de arraste aumentando a velocidade de extrusão, encurtando o comprimento do cone (mais vácuo através do macho) ou aumentar a relação de arraste, reduzir a distância entre a matriz e o tanque de resfriamento ou a matriz de calibração

a. Reduzir a pressão das correiasb. Aumentar a capacidade de resfriamento

para garantir que o material extrudado esteja frio antes de que entre em contato com o arraste, cabrestante, etc.

a. Ajustar a centralização da matrizb. Assegurar o resfriamento uniforme da

água ao redor do material extrudado

Ajustar a centralização da matriz

a. Reprojetar o pinob. Usar um pino menor

Reduzir o tamanho do orifício no macho

Ver "Contaminação"

Reduzir a relação de arraste

Elevar a temperatura do fundido e da matriz

Melhorar os procedimentos de mistura do componentes

a. Limpar o cabeçote e a matrizb. Verifi car se o projeto do cabeçote não

apresenta pontos de retenção ou danos nas superfícies

Page 22: Extrusao Plástico

20

Problema Causas Prováveis Soluções Sugeridas

Material extrudado amassado Ver "Deformação da circunferência" - material extrudado dobrado ou amassado

Material extrudado deformado / dobrado / empenado

1. Tensão desigual / insufi ciente do fundido

2. Rebarba ou outra imperfeição na face da matriz ou pino

3. Velocidade de arraste muito elevada (revestimento de fi os)

4. Relação de arraste muito elevada (tubos)

5. Contração desigual (perfi s)

1.

2.

3.

4.

5.

Partículas não fundidas ou solidifi -cadas no material extrudado

1. Temperaturas do cilindro muito baixas

2. Densidade muito baixa de potência das resistências

3. Relação de compressão da rosca muito baixa

4. Conjunto de telas inadequado

5. Ponto(s) frio(s) na extrusora

1.

2.

3.

4.

5.

a. Aumentar a relação de arrasteb. Reduzir a temperatura de fundidoc. Ajustar a centralização da matrizd. O orifício no macho pode estar muito

grande e deve ser menor (revestimento com cabeçote cruzado)

Remover a imperfeição

Reduzir a velocidade de arraste aumen-tando o cone (reduzir o vácuo)

Reduzir a relação de arraste

a. Aumentar o suporte do perfi l no banho d’água

b. Reduzir a temperatura de fundidoc. Utilizar grades de HYTREL® com menor con-

tração / cristalização lenta

Elevar os parâmetros dos controladores

a. Trocar as resistências para aumentar a potência

b. Diminuir a velocidade de extrusão

a. Mudar a rosca para o perfi l recomendadob. Aumentar a densidade do conjunto de telas

Aumentar a densidade do conjunto de telas

a. Verifi car o funcionamento das resistências, controladores e termopares; recalibre-os se necessário

b. Elevar as temperaturas ou agregar capacidade adicional de aquecimento à extensão do cilindro, adaptador, área do conjunto troca-telas, ou matriz; usar controles separados para essas áreas

c. Aumentar a contrapressão com o conjunto de telas

d. Reduzir a abertura da matrize. Mudar o perfi l de temperaturas – elevar a

temperatura da zona posterior e reduzir as temperaturas da zona frontal podem ajudar

Page 23: Extrusao Plástico

21

Problema Causas Prováveis Soluções Sugeridas

Partículas solidifi cadas no material extrudado

Ver "Partículas não-fundidas ou solidifi cadas no material extrudado"

Rasgos Ver "Furos, protuberâncias, rasgos, separações ou rupturas cônicas"

Revestimento solto (revestimento com cabeçote cruzado)

1. Resfriamento muito rápido

2. Cone muito comprido (o material esfria antes de ser arrastado sobre o núcleo)

1.

2.

Rugosidade superfi cial 1. Fratura do fundido (“casca de laranja” ou superfície áspera)

2. Imperfeições na matriz

3. Contaminação

4. Vibração do fi o ou núcleo (revestimento com cabeçote cruzado)

5. Núcleo / substrato ásperos

6. Acúmulo de material na face da matriz

7. Degradação da resina (Para determinar se a rugosidade deve-se à fratura do fundido ou à degradação, pare a rosca momen-taneamente. Se houver fratura do fundido, ela desaparece quando a rosca estiver parada. Sintomas de degradação [bolhas e descolora-ção] persistem ou pioram)

8. Umidade na resina

9. Temperatura da matriz muito baixa

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

a. Aumentar a distância entre cabeçote e matriz de calibração

b. Reduzir a velocidade de extrusão

Encurtar o cone aumentando (ou apli-cando) vácuo através do pino / macho

Geralmente, deve-se reduzir o cisalha-mento na matriz:

a. Reduzindo a velocidade de extrusãob. Aumentando a temperatura da matrizc. Aumentando a temperatura do fundidod. Aumentando a abertura da matriz /

aumentando a relação de arraste

a. Verifi car a presença de rebarbas etc. e removê-las

b. Verifi car o bom acabamento na matriz e pino

Ver "Contaminação"

Usar guias para amortecer as vibrações

Verifi car núcleo / substrato

a. Manter a face da matriz limpab. Aumentar a temperatura da matriz

Ver degradação da resina como causa de "Bolhas"

Ver "Bolhas"

Aumentar a temperatura da matriz

Page 24: Extrusao Plástico

22

Problema Causas Prováveis Soluções Sugeridas

Variação 1. Contrapressão incorreta do fundido

2. Variações de temperatura

3. Refl uxo na seção de alimentação (intermitente)

4. Refl uxo na seção de transição

5. Escorregamento no arraste ou varia-ção de velocidade

6. Desgaste do cilindro ou da rosca

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Sobrecarga da extrusora 1. Temperatura muito baixa na zona traseira

2. Perfi l incorreto da rosca

3. Restrições na área do cabeçote ou do adaptador / conjunto troca-telas

1.

2.

3.

Rupturas cônicas Ver "Furos, protuberâncias, rasgos, separações ou rupturas cônicas"

Separações Ver "Furos, protuberâncias, rasgos, separações ou rupturas cônicas"

a. Elevar a temperatura na zona traseirab. Verifi car o termopar e o controlador da

zona traseira

Usar o perfi l correto de rosca

a. Verifi car partículas não fundidasb. Aumentar as temperaturas do adaptador

/ cabeçotec. Verifi car o projeto do cabeçote

a. Usar maior rotação da roscab. Verifi car o perfi l da rosca

Verifi car os controladores de temperatura

a. Impedir o refl uxo através da redução das temperaturas traseiras

b. Verifi car os controladores na zona de alimentação

c. Usar a água de resfriamento na seção de alimentação

d. Fazer mudanças rápidas na velocidade da rosca para deslocar o refl uxo

a. Aumentar a temperatura nas zonas trasei-ra e central do cilindro

b. Usar rosca com seção de alimentação mais longa

Tensionar correias, verifi car a velocidade

Recuperar o cilindro e a rosca

Page 25: Extrusao Plástico

23

Variações no diâmetro ao longo do comprimento extrudado (perfi s redondos, tubos ou revestimento com cabeçote cruzado)

1. Variação na vazão da extrusora

2. Variação na velocidade do arraste

3. Oscilação de temperatura

4. Relação de arraste muito baixa

5. Variações no diâmetro do substrato (revestimento)

6. Atrito excessivo na matriz ou nas placas de calibração (extrusão de tubos)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Problema Causas Prováveis Soluções Sugeridas

Vazios internos (no centro da seção)

1. Resfriamento muito rápido

2. Seção muito espessa

3. Uso de um grade com elevada contração / cristalização rápida

1.

2.

3.

Ver "Variação"

a. Verifi car o controle da velocidade do arraste

b. Aumentar a pressão nas correias do puxador

a. Usar controladores proporcionaisb. Verifi car o funcionamento dos contro-

ladores, incluindo a faixa de ajuste ou proporcional

c. Verifi car a temperatura constante do ma-terial no funil (uso de secador / preaque-cedor no funil pode ajudar)

Aumentar a relação de arraste

Verifi car o substrato

a. Verifi car o projeto da matriz de calibraçãob. Reduzir o vácuo na matriz de calibraçãoc. Regular a distância entre cabeçote e

matriz de calibraçãod. Aumentar a vazão de água de lubrifi cação

na frente da matriz

Reduzir a velocidade de resfriamento (resfriamento a ar ou alternativamente água / ar)

Reprojetar para reduzir a espessura

Usar um grade com menor contração ou cristalização mais lenta

Page 26: Extrusao Plástico

24

8. Perfi s típicos de temperatura do HYTREL®

4056 G3548L G4078W G4074 G4774 5556, 5586 5555HS G5544 6356, 63588241 7246, 7248 8238 6108 4068

148 156169 173 208 202202215

213 219223 173195

5 (190°C)10 (190°C)

5 (190°C)5 (190°C)

12 (230°C)7 (220°C)8 (220°C)

13 (230°C)

9 (230°C)13 (240°C) 12 (240°C)

5 (190°C)9 (220°C)

150-160150-160 160-170160-170195-210195-210195-210200-215

200-215205-220210-225160-170190-200

160-170 160-170 170-180 170-180 205-215205-215205-215210-220

210-220215-225220-230170-180200-210

160-175160-175 170-180 170-180 205-215 205-215 205-215210-220

210-220 215-225 220-230 170-180 200-210

160-175160-175170-180170-180 205-215205-215205-215210-220

210-220220-235220-230175-185200-210

160-180 165-180175-185 175-185 210-225 210-225 210-225 215-230

215-230 220-235 225-240 175-185 205-215

165-185165-185175-195175-195210-225210-225210-225215-230

215-230220-235225-240175-195205-220

Grade de HYTREL®

Ponto de Fusão Nominal**

Temperaturas Típicas de Extrusão* Traseira

Centro-traseira

Centro-frontal Frontal Cabeçote Matriz Fundido

* As condições de processamento aqui apresentadas corespondem àquelas normalmente utilizadas ou preferidas. ** Pico da endotérmica através de calorimetria de varredura diferencial (DSC)

Page 27: Extrusao Plástico

Du Pont do Brasil S.A.Alameda Itapecuru, 506 – Alphaville06454-080 Barueri – São Paulo

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