extrusão 2
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extrusão 2


DisciplinaProcessos de Conformacao Plastica6 materiais26 seguidores
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Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
1) Taxa de Compressão (RC)
-Descrição da rosca de acordo com a taxa de compressão 
(baixa ou alta taxa de compressão).
RC = hi / hf
RC = 2 \u2013 corresponde a baixa taxa de compressão
RC = 4 \u2013 corresponde a alta taxa de compressão
Exemplo???
2) Alimentação da rosca
- grânulos ou pó.
- Granulometria parecida (uso de reciclado,cargas, 
masterbaches ou outros aditivos, blendas, etc)...
- Problemas mais comuns:
\ufffd material parar na goela
\ufffd os grânulos podem ficar agarrados na rosca 
(goela) impedindo a entrada de material. 
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Roscas refrigeradas à água
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
2) Alimentação da rosca
3) Homogeneização e Plastificação
Fusão
Resistências elétricas
Cisalhamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Rotação da Rosca ???
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
4) Mistura
\ufffd Função do processo de extrusão
\ufffd Refluxo \u2013 50% de material é empurrado para frente.
\ufffd Maior grau de mistura pode ser obtido aumentando a 
pressão no fim da rosca (perto do cabeçote):
- Matriz com alta resistência ao fluxo
- Aumento de telas
- Roscas especiais
\ufffdUso:
- compostos e blendas
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Roscas especiais (misturadores e cisalhadores
intensivos):
- ajudam o processo de homogeneização e plastificação
- alterações na zona de controle de vazão: elementos de 
mistura.
- elementos de mistura tem a função de bloquear o fluxo, 
aquecer ainda mais o material e aumentar o tempo de 
residência no barril. 
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
A) Rosca com elemento de cisalhamento intensivo 
tipo anel
- Garante a fusão total da massa polimérica
- Estabiliza o fluxo na zona de controle de vazão
- Baixa produtividade
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
B) Rosca com filetes duplos \u2013 roscas com barreira
- Roscas que separam o líquido do sólido (Vantagem?)
- Folga (escape) do filete secundário é maior para o 
líquido passar
- Cisalhamento crescente sobre o sólido (h decrescente) 
e cisalhamento decrescente sobre o líquido (h crescente)
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
C) Rosca com barreira e elementos de alto cisalhamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Comparações entre roscas convencionais e roscas 
com barreira
Vantagens:
- Processo de fusão melhor e mais estável
- Menores pressões
- Maiores vazões
- Menor temperatura no cilindro
Desvantagens:
-Custo
- maior desgaste
- Configuração 
limita o uso de 
alguns polímeros
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
PP com e sem lubrificante externo
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Elementos de 
mistura
Distributivos e dispersivos
Distribuição
Boa Má
Dispersão
Boa Má
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
A) Elementos Dispersivo
- Capacidade de fragmentar um aditivos em pedaços 
pequenos
- Homogeneização sob altas \u3b3
- Importante em extrusão de espessuras muito finas 
Ex: fibras e filmes.
- Exemplos: barreira na forma de anel, elemento Maddock, 
elemento tipo Egan
Misturador dispersivo de Maddock
-Todo o material tem que fluir pelo canal de saída, assim o 
material é forçado sobre a chaveta divisória, aumentando a 
mistura dispersiva. A desvantagem deste misturador é que 
ele aumenta a pressão na saída da rosca. Além disso, a 
geometria favorece pts de estagnação.
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
B) Elementos Distributivos
- capacidade de distribuir um aditivo ou a massa polimérica
- Normalmente são utilizados para a confecção de 
composto
- Descontinuidade do perfil de canal da rosca
- Exemplos: pinos, baixo relevo, abacaxi, dulmage, etc.
Misturador de Dulmage (Dow Química)
Misturador tipo abacaxi (Rapra)
5) Bombeamento do fundido
-Fluxo de Arraste
- Vazão:
\u3b7
\u3b2
\u3b1
PNQ .\u2212=
Q é a vazão (mL/s ou L/s), \u3b1 e \u3b2 são constantes que 
dependem da geometria da rosca, N é a velocidade de 
rotação da rosca (rpm), P é a pressão (psi).
dz
dPbhhbDNQ
\u3b7
\u3b8pi
122
.cos. 3
\u2212=
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
6) Pressão no Cabeçote
\u2192 Dentro do cabeçote existe caminhos para que o 
material percorra até chegar a matriz. A rosca ao girar 
manda material para dentro do cabeçote e, como o 
cabeçote não pode inchar gera uma pressão no material.
Pressão no cabeçote \u2194 Fluxo de pressão
Maior para menor P
Empurrando o material 
para a matriz (P=0)
Dificulta o 
bombeamento de 
material da rosca 
para o cabeçote
Pcabeçote > P na ponta da rosca 
REFLUXO
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Refluxo
positivo Maior homogeneização
negativo \u2193vazão\u2193produtividade
altas pressões
Telas fina ou crivos 
com furos peq.
Viscosidade e geometria 
da rosca na ponta
\u2193 viscosidade \u2191 refluxo
\u2191 h \u2191 refluxo
\u2191folga entre rosca e barril 
\u2191 refluxo
Extrusão \u2013 processo contínuo:
Q extrusora = Q matriz
Q arraste \u2013 Q refluxo = Q matriz
Q arraste = \u3b1N
Onde \u3b1 é a constante de arraste da rosca e N 
é a rotação.
\u2191 o passo da rosca
\u2191 o Ø da rosca
\u2191 a profundidade de 
canal
\u2191 o ângulo da hélice
\u2191 \u3b1
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Pontos de operação de uma extrusora:
Ponto onde as equações tem solução
dz
dPbhbhDNQ
\u3b7
\u3b8pi
122
cos 3
\u2212=
\u3b7
\u3b2\u3b1 PNQ \u2212=
Constante geométrica da rosca
\u3b7
M
M
PKQ \u2206=
\u3b7\u3b7
\u3b2\u3b1 MMT PKPNQQ \u2206=\u2212==
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Exige muita potência da máquina
Baixa produtividade
Pressão 
muito baixa
Pressão 
muito alta
Extrusão \u2013 Princípios de Funcionamento
Influência da peseudoplasticidade do polímero 
na vazão
1) Por que com o 
aumento da pressão 
no cabeçote ocorre 
uma diminuição na 
vazão da extrusora e 
um aumento na 
vazão da matriz? 
2) Suponha que você esteja trabalhando com 50 rpm e com uma 
matriz estreita. Como você faria para conseguir um aumento de 60% 
na vazão do processo. Qual seria a P no cabeçote e a Q da 
extrusora?
3) O que ocorreria caso você utilizasse uma matriz larga? Quais 
seriam os valores de P e Q? Explique.
0 1000 2000 3000 4000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
V
a
z
ã
o
Pressão no cabeçote
50 rpm
80 rpm
matriz larga
matriz estreit
Variáveis básicas que afetam o processo de 
extrusão
1) Temperatura das resistências elétricas
O calor fornecido para a plastificação advém da 
condução de calor (resistências elétrica - 40%) e 
atrito (cisalhamento \u2013 60%).
Facilitar o processamento, aumentar a 
produtividade. Porém pode ocorrer risco de 
degradação. 
Variáveis básicas que afetam o processo de 
extrusão
2) Velocidade de rotação da rosca
Aumentando-se a velocidade de rotação da rosca, 
geralmente aumenta-se o cisalhamento, a 
temperatura, a fluidez e portanto, a produtividade ou 
em casos extremos pode-se degradar o polímero.
Variáveis básicas que afetam o processo de 
extrusão
3) Influência da geometria da rosca:
a) Roscas com zona de compressão longas
- \u2191 tempo de residência 
- \u2191 convivência sólido/líquido
- fluxo desigual na região de compressão
- cisalhamento baixo devido à baixa compressividade
- baixo poder de mistura
b) Roscas com zona de compressão curtas
- \u2191 cisalhamento devido à \u2191 compressividade\u2192 aq. localizado, 
principalmente para situações onde a viscosidade é alta.
c) Roscas cuja profundidade h é cte decrescente
- Ideal para materiais sensíveis a temperatura.
\u2193 h (zona de dosagem) \u21d2 \u2193 vazão, \u2191 \u3b3, \u2191 T \u21d2 \u2191
mistura