Processamento de termoplásticos: Extrusão

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Quarta Aula Prática: 
 
Processamento de termoplásticos: 
Extrusão 
 
 
 
Disciplina: Ciência e Tecnologia de Polímeros. 
Prof. Dr Alex da Silva Sirqueira. 
Aluna: Hellen Regina Oliveira de Almeida. 
Seropédica, 21 de setembro de 2018. 
Campus Seropédica. 
Mestrado em Engenharia Química 
Ciencia e 
Tecnologia de 
polímeros 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Os polímeros termoplásticos, são matérias com a capacidade de 
amolecer e fluir quando sujeitos a aumento de temperatura e/ou pressão. 
Podendo-se assim, serem moldados da melhor forma para sua utilização. 
Esta alteração é uma transformação física e reversível, possibilitando sua 
posterior reciclagem. (JUNIOR, 2006) 
Existem diversos processos para moldagem de polímeros, cuja sua 
escolha depende, inicialmente, do tipo de processo para obtenção da fluidez 
da massa que pode ser obtida por aquecimento ou apenas pela adição de um 
líquido. Os processos de moldagem com aquecimento podem ainda ser 
subdivididos, conforme exijam ou não a utilização de pressão. Na tabela 1, 
encontra-se resumido esses tipos de transformações. (MANO & MENDES, 
2004) 
 
Tabela 1 – Processamento de transformação de polímeros moldáveis. 
Processo Característica Produto 
Calor Pressão Dispersante 
Vazamento + - - Acabado ou 
semi-acabado 
Fiação por 
fusão 
+ - - Semi-acabado 
Compressão + + - Acabado 
Injeção + + - Acabado 
Calandragem + + - Semi-acabado 
Extrusão + + - Semi-acabado 
Sopro + + - Acabado 
Termoformação + + - Acabado 
Fiação Seca - - + Semi-acabado 
Fiação Úmida - - + Semi-acabado 
Imersão - - + Acabado 
Fonte: MANO & MENDES, 2004. 
 
 Além dos processos mencionados, são ainda de importância na 
indústria procedimentos diversificados, visando o acabamento do artefato. Por 
exemplo, na confecção de uma bola de PVC plastificado, após a fabricação 
por vazamento rotacional, é preciso proceder ao acabamento pelo jateamento 
de tintas coloridas sobre a superfície da bola. As regiões do artefato que não 
devem receber tinta são recobertas por uma máscara, que deixa abertos os 
espaços que devem receber a cor, o escudo de um clube, suas iniciais, etc. O 
procedimento é repetido com as máscaras adequadas, para que o desenho 
sobre a superfície da bola adquira o aspecto desejado no produto final. 
(MANO & MENDES, 2004) 
Uma vez que o método de reprocessamento escolhido para o PEBD, 
reciclado com negro de fumo, neste trabalho foi a extrusão, iremos apresentar 
de forma mais detalhada este processo de moldagem. 
A Extrusora é um equipamento amplamente utilizado na indústria de 
plástico na fabricação de produtos contínuos como filmes, perfis, tubos, 
monofilamento, etc. Além da produção de grânulos novos ou recicláveis. O 
processo de extrusão (Figura 1) consiste em alimentar o funil da extrusora 
com o material moído ou granulado, o qual através da gravidade cairá sobre 
a rosca que o transportará por um cilindro aquecido por resistência elétrica, 
parte deste calor é promovido pelo atrito do material com as paredes do 
cilindro. Nesta fase o material passa por 3 zonas: Alimentação, compressão e 
dosagem. (RODA, 2012) 
Na zona de alimentação, a rosca possui sucos profundos, pois a 
intensão é apenas aquecer o material até seu ponto de fusão e transporta-lo 
para a próxima zona. Na zona de compressão, existe uma diminuição 
progressiva dos sucos da rosca comprimindo o material contra a parede do 
cilindro promovendo sua plastificação. Na zona de dosagem, os sulcos da 
rosca são continuamente rasos, fazendo com que exista uma mistura eficiente 
do material e a manutenção da vazão através da pressão gerada. (RODA, 
2012) 
Ao final do cilindro o material é forçado contra telas de aço que seguram 
as impurezas como metais e borracha, passando então a matriz onde tomará 
a forma do produto final. A partir deste ponto o processo segue rumos 
diferentes de acordo com o produto a ser fabricado, podendo ser a produção 
de filmes, de frascos soprados, granulados, etc. (RODA, 2012) 
 
Figura 1 – Processo de Extrusão. 
 
Fonte: http://www.ufrgs.br/lapol/processamento/l_42.html 
 
 
Dentre todos os componentes de uma extrusora, a rosca é um dos mais 
importantes pelo fato de transportar, fundir ou amolecer, homogeneizar e 
plastificar o polímero. É devido ao movimento, e consequente cisalhamento 
sobre o material, que a rosca única gera cerca de 80% da energia térmica 
e mecânica necessária para transformar os polímeros. Outra parte da 
energia térmica é obtida de aquecedores externos. (MANRICH, 2005) 
Rosca única (RU) é o tipo de rosca mais utilizada pelas indústrias, pois 
gera produtos homogêneos, de baixo custo, e com a qualidade desejada 
na maioria das vezes. Quando isso não é alcançado, pode-se substituir a 
extrusora por outra, com rosca dupla (RD), por exemplo. (MANRICH, 2005) 
As propriedades do polietileno (PE) fundido para uso geral permitem sua 
fácil processabilidade, principalmente o PEBD (Polietileno de baixa densidade, 
que funde por volta de 110ºC. Uma propriedade interessando do PE no estado 
fundido é a sua alta viscosidade logo acima da temperatura de fusão. Como 
nestes polímeros predominam forças secundária fracas, elas perduram após a 
fusão cristalina, mantendo ainda uma alta densidade de energia coesiva, sendo 
adequada processar o PEBD em torno de 180ºC (faixa entre 160ºC e 250ºC), 
onde a viscosidade permite boa processabilidade e conformação. (MANRICH, 
2005) 
 
2. OBJETIVO 
 
Processar por extrusão polietileno de baixa densidade reciclado com 
negro de fumo, obtendo-se pellets. 
 
3. MATERIAS E REAGENTES 
 
• Polietileno de baixa densidade reciclado com negro de fumo, 
• Becker de 250 mL.
 
4. EQUIPAMENTOS 
 
• Extrusora monorosca, marca Teck Tril, modelo DCT 20-40, 
• Banho de resfriamento, 
• Trituradora, marca Sagec. 
 
5. PROCEDIMETOS EXPERIMENTAL 
Com auxílio de um Becker de 250mL, adicionou-se o PEBD reciclável com 
negro de fumo, na forma de pellets, na extrusora (imagem 2) pelo funil de 
alimentação. 
 
 
 
Figura 2 - Extrusora monorosca, marca Teck Tril, modelo DCT 20-40. 
Programou-se o procedimento pelo painel de comando, controlando as 
temperaturas das 10 zonas, cabeçote, refrigeração, RPM, torque, pressão e 
AMP da bomba de vácuo, como pode-se observar na figura 3. 
Figura 3 - Painel de comando. 
 
 
Ao final do processo de extrusão, obtém-se seguimentos de fios de PEBD 
ainda quente (imagem 4), que são resfriados no banho de água e triturados em 
pequenos pedaços no triturador (imagem 5), que são armazenados em saco 
plástico (imagem 6). 
Figura 4 - Fios de PEBD quente. 
 
Figura 5 - Banho de Resfriamento. 
 
Figura 6 - Armazenamento. 
 
 
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Obteve-se o PEBD reciclado com negro de fumo, no formato de pellets (Figura 
7). O PEBD utilizado na prática já tinha passado por este processo antes, porém a 
sua característica de termoplástico possibilita a realização de inúmeros processos 
de deformação sem perder suas características química e mecânica, mantendo 
assim suas propriedades iniciais. 
 
 
Figura 7 - Pellets obtidos de PEBD. 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 
• JUNIOR, SEBASTIÃO V. CANEVAROLO. Ciência dos Polímeros: Um 
Texto Básico para Tecnólogos e Engenheiro. 2. ed. São Paulo: Artliber 
Editora, 2006. 
• MANO, ELOISA BIASOTTO; MENDES, LUÍS CLÁUDIO. Introdução a 
Polímeros. 2. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. 
• MANRICH, S. Processamento de termoplásticos: rosca única, extrusão e 
matrizes, injeção e moldes. 1. ed. São Paulo: Artliber Editora,2005. 
• Processamento de Polímeros. Disponível em: 
http://www.ufrgs.br/lapol/processamento/l_42.html. Visualizado em: 22 de 
setembro de 2018. 
• RIDA, D. T. A extrusora e o processo de extrusão. Disponível em: 
http://www.tudosobreplasticos.com/processo/extrusao.asp. Visualizado em: 
22 de setembro de 2018. 
• SAGEC Máquinas LTDA. Disponível em: 
http://www.sagec.com.br/maq_granulador.html. Visualizado em: 22 de 
setembro de 2018. 
• Teck Tril. Disponível em: http://www.tecktril.com.br/produto.htm#text-10. 
Visualizado em: 22 de setembro de 2018.