Processamento WPC

Embed Size (px)

DESCRIPTION

lllllllllllllllllll

Citation preview

O processamento da madeira plstica deve ser feito de modo a promover mistura suficiente entre a madeira e o polmero, dispersando uniformemente a fibra, e conformando a mistura na forma de perfis contnuos com a geomtrica desejada. [A] Para tal, so utilizadas extrusoras do tipo mono-rosca, dupla-rosca cnica e paralela, dupla-rosca contra-rotativas e co-rotativa e extrusoras em srie. [B] A figura X abaixo mostra processos de extruso de termoplsticos com resduos de madeira.

Figura X. Processos de extruso contnua de WPC[C]A manufatura de madeiras WPC tambm depende fortemente das condies de processamento, como, por exemplo, a temperatura. O p de madeira apresenta baixa temperatura de degradao (entre 200 e 220C), sendo que, se exposto a maiores temperaturas, libera compostos volteis que provocam descolorao, fragilizao do compsito e aparecimento de odor. [D] Devido a isto, polmeros com baixa temperatura de processamento, como as principais resinas comerciais (poliolefinas, plsticos estirnicos, PVC), so mais utilizadas. [B] Ainda para evitar a degradao, necessrio controlar o grau de cisalhamento e o tempo de residncia, quando o material est sob temperatura, presso e cisalhamento, focando em obter uma boa mistura e homogeneizao. [E] Alm disto, deve-se fazer secagem prvia do p de madeira e degaseificao, pois o alto teor de absoro de umidade compromete a produtividade da produo, na medida em que aumenta o tempo de residncia para devolatilizao, podendo levar maior degradao. [F,G]A obteno de peas com caractersticas aceitveis, sem bolhas ou manchas superficiais provocadas por processos termo-oxidativos, e sem descontinuidades no processo se deve ao controle granulomtrico do p da madeira e de umidade do mesmo. [H] Como a maioria dos equipamentos transformadores de plsticos possui uma pequena abertura de alimentao, necessrio, tambm, atentar-se a baixa densidade da fibra de madeira, fator que dificulta sua entrada por aberturas estreitas e consequentemente diminui a velocidade de processamento. [I]Atualmente discutido qual o melhor equipamento para extruso deste tipo de material, sendo que estes podem ser divididos em quatro categorias distintas, apresentadas abaixo.O primeiro processo denominado Pre-dry, Pre-mix (madeira pr-seca, mistura pr-homogeinizada) consiste na utilizao de equipamentos que pr-secam a fibra de madeira em nveis de umidade inferiores a 1%, e junto com o polmero que normalmente est na forma de p. mistura polmero-madeira so adicionados aditivos, e este conjunto adicionado a um misturador intensivo do tipo Henschel. Esta ltima mistura pulverizada alimenta uma extrusora rosca-dupla contra-rotacional, por meio de um dispositivo de alimentao do tipo Crammer. [J,K] Este tipo de extrusora escolhido devido pequena distribuio de tempos de residncia do material no sistema e gerao limitada de energia eltrica, principalmente para o PVC, muito instvel termicamente. [L]Existe tambm o processo Pre-dry, Split Feed, que consiste na madeira pr-seca e alimentao polmero-madeira em separado. Aqui so utilizadas extrusoras dupla-rosca de grande capacidade com portos laterais de alimentao. Nestes portos, a fibra misturada ao polmero fundido, e posterior mistura distributiva e degaseificao da umidade residual, permitindo um melhor controle do tempo de residncia do material. [J]O terceiro processo chamado de Wood First, Melt Feed, o qual utiliza a madeira mida e alimentao do polmero fundido. Para isto, preciso que duas extrusoras trabalhem em conjunto, uma primria que seca a farinha e outra menor que plastifica o polmero e os aditivos. [J] O equipamento WoodTruder, da empresa Davis-Standard (EUA), utilizado para processamento de compsitos termoplsticos com estas caractersticas. Ele consiste em uma extrusora dupla-rosca paralela contra-rotante que remove a umidade da fibra mesmo em altos nveis (entre 1 e 8%) do mesmo. [F,M] Alm desta, o equipamento possui outra extrusora do tipo satlite para o polmero, que pode ser mono ou dupla-rosca, dependendo da resina empregada. A primeira extrusora seca madeira e a mistura ao polmero, e a segunda funde o polmero e o direciona madeira seca na primeira extrusora. [E]Neste processo, utilizado um dosador gravimtrico para alimentao a fim de suprir as fibras de madeira para a extrusora dupla-rosca, enchendo os canais das roscas para aumentar a eficincia da alimentao e eliminar as variaes de densidade das fibras de madeira. O calor, do barril e das rocas, transferido s fibras e conforme isto acontece, as roscas transformam as fibras para frente. Este calor tambm ajuda na remoo da umidade, sendo que quando a madeira aquecida, a umidade evapora e sai atravs da degasagem. [F,M,E]Ajustando o desenho da rosca e a temperatura do canho, a extrusora satlite processa o polmero at o ponto de fuso desejado. Depois disto, a mistura entra na extrusora dupla-rosca para facilitar a fuso de ambos componentes. Aps a zona de compresso, existe um ponto de degasagem, a fim de remover a umidade residual da fibra e eliminar volteis do polmero. Aps estar completamente seca e homogeneizada, a mistura segue para outra seo com o objetivo de aumentar a presso de fluxo atravs do cabeote. [E]O quarto processo utilizado conhecido como Wood First, Split Feed, utilizando primeiro a madeira mida, com sua alimentao separada do polmero e aditivos. Pode ser utilizad, ento, a farinha de madeira ainda mida para alimentao e adicionar posteriormente a mistura de resina e aditivos atravs de um alimentador lateral. Porm, este processo demanda uma extrusora muito longa que possua zonas de degaseificao prximas zona de alimentao para remover a umidade da madeira, objetivo que no sempre atingido, produzindo com contedo de madeira entre 50 e 60%. [J,K] Os processos que contam com a capacidade da extrusora em remover a umidade da farinha de madeira tem a maior probabilidade de problemas de consistncia da massa fundida devido a alteraes de umidade. Logo, o processo mais utilizado, principalmente devido ao menor custo, aquele que usa madeira pr-seca. [J]

REFERNCIASA. Recycled Plastic Lumber: A strategic Assessment of its Production, Use and Future Prospects. A study sponsored by: the Environment and Plastics Industry Council (EPIC) and Corporations Supporting Recycling (CSR). Janeiro, 2003. Disponvel em:< http://www.cpia.ca/files/files/files_PlasticLumber-Final-Report.pdf>. B. Caulfield, Daniel F.; Clemons, C.; Jacobson, R.E.; Rowell, Roger M. Wood Thermoplastic Composites. Handbook of Wood Chemistry and Wood Composites. CRC Press, 2005. Disponvel em: . C. Carlos A. Correa; Carla N.P. Fonseca; Silmara Neves; Carlos A. Razzino; Elias Hage, Jr. Compsitos termoplsticos com madeira. PPGECM, UAACET, Universidade So Franciscoe Departamento de Engenharia de Materiais, UFSCar. Disponvel em: D. English, B., Clemons, C.M., Stark, N., and Schnieder, J.P. Waste-wood derived fillers for plastics. Gen. Tech. Rept. FPL-GTR-91. USDA FS, Forest Products Laboratory, Madison, WI, p.282291, 1996.E. Fernanda A. Santos, Leonardo B. Canto, len B. A. V. Pacheco, Leila L. Y. Visconte, Eloisa B. Mano. Processamento de Madeira Plstica. Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Instituto de Macromolculas (IMA). Disponvel em: F. Guadagnini, M. A. Madeiras plsticas como materiais alternativos para madeiras naturais. 2001. 117p. Dissertao (Mestrado em Cincia e Tecnologia de Polmeros) Instituto de Macromolculas Professora Eloisa Mano, Universidade Federal do Rio de Janeiro, RJ, 2001. Orientadora: Elosa Biasotto Mano.

G. Rodolfo Jr., A.; John, V. M. Desenvolvimento de PVC reforado com resduos de Pinus para substituir madeira convencional em diversas aplicaes. Polmeros: Cincia e Tecnologia, v.16, n.1, Jan./Mar. 2006.H. Stark, N. M. e Berger, M.J. Effect of particle size on properties of wood-flour reinforced composites. The Fourth Conference on Woodfiber-Plastic Composites, maio, 1997.Disponvel em: .

I. English, B. e Clemons, C.M. Weight reduction: wood versus mineral fillers in polypropylene, in: Proceedings of the Fourth International Conference on Woodfiber-Plastic Composites, p. 237-244, Madison, Wisconsin, USA (1997). Disponvel em:.

J. CORREA, C.A.; FONSECA, C.N.P.; NEVES, S.; Razzino, C.A.; Hage Jr, E. Wood-plastic composites. Polmeros : Cincia e Tecnologia, v.13, n. 3, p.154-165, 2003.

K. Aspects of Wood as a component of thermoplastic composites. Manufacturing News Directory - Plasitcs News. Jul. 2003. Disponvel em: