Principios de extrusión de polimeros

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Entre la unidad de jalado y la de bobinado se dispone generalmente de una unidad de calandrado. El calandrado es un proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material sólido a presión entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos y se cortan con una cuchilla para obtener el tamaño deseado. La finalidad puede ser obtener láminas de espesor controlado o bien modificar el aspecto superficial de la lámina (Schwartz, 2002, “Calendered sheet”). La unidad de calandrado cuenta con un accionamiento en los rodillos de entrada del material de modo que se pueda regular la velocidad con respecto a la velocidad de línea de manera de controlar las características mencionadas.

Se definen 2 relaciones entre las variables del proceso que se denominan relación de soplado y estirado. La relación de soplado es la proporción que existe entre el diámetro de la burbuja y el diámetro de salida del dado. La relación de estirado es la proporción que existe entre la velocidad de la película en la línea y la velocidad de extrusión. La diferencia entre la resistencia a la tracción en la dirección perpendicular (a lo ancho) y la dirección longitudinal (a lo largo) será mayor mientras más grande es la diferencia entre la relación de soplado y estirado (Ramos, 2007, p.114:115).

Un hecho que resulta peculiar es que mientras que el material permanece en estado fundido la burbuja no se rompe (se trata de un material fundido, fluyendo en una capa muy delgada, y sobre el que se aplican grandes esfuerzos). La respuesta a la interrogante está en el tipo de esfuerzos al que el plástico fundido es sometido. Los esfuerzos que actúan sobre el material son perpendiculares (de tracción) al material. Ante un esfuerzo de este tipo los polímeros desarrollan una viscosidad que suele ser tres veces superior a su valor cuando el esfuerzo es aplicado tangencialmente y que se conoce como viscosidad extensional. La viscosidad extensional además se mantiene constante para la mayoría de los polímeros al aumentar el esfuerzo de tracción aplicado. A este comportamiento se le conoce como Troutoniano. En algunos casos como ocurre con el polietileno que generalmente se emplea en estos procesos, la viscosidad aumenta al aumentar el esfuerzo de tracción aplicado, con lo que si en alguna zona la capa de material es más fina, el esfuerzo (fuerza/sección) será mayor, por lo que la viscosidad del material en esa zona aumentará, contribuyendo a la estabilización de la burbuja (Ramirez, 2012, “Características del proceso de extrusión de película soplada”, parr.54).

- COEXTRUSIÓN DE PELÍCULA SOPLADA: LÁMINAS Y PELÍCULAS PLÁSTICAS MULTICAPAS

En el proceso de coextrusión dos o más corrientes de plástico fundido provenientes de extrusoras independientes convergen en un cabezal común y emergen adyacentes por la boquilla de manera que se solidifican y conforman el producto coextruido de dos o más capas (Ramos, 2007, p.155). La figura A.3 muestra la disposición de las extrusoras y el cabezal en una coextrusora de 5 capas.

Las ventajas de la coextrusión radican en la obtención de películas con mayor flexibilidad, la reducción de costos en la formulación, la reducción de espesores, la mejora de las propiedades mecánicas, el incremento del efecto barrera (permeabilización) y las mejoras en los procesos que tienen como materia base al material coextruido, como el termosellado; pero principalmente permite la obtención de películas con capas de polímeros que difícilmente se podrían obtener solas sino mediante este método de conformación, como por ejemplo las poliamidas (Ramirez, 2012, “Ventajas de la coextrusion”, parr.60).

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Fig. A.3. Coextrusión de película soplada de 5 capas.

Las películas mono-capa tienen una función genérica y son utilizadas para bolsas de uso general, mientras que las películas multicapa son utilizadas principalmente para empaquetado de alimentos. En la tabla A.1 se muestran algunos productos obtenidos mediante la extrusión monocapa y la coextrusión multicapa y en la figura A.4 se muestran algunas de sus formas comerciales.

Tabla A.1. Productos obtenidos mediante extrusión y coextrusión.

Numero de capas

Principales tipos y empleos de filmes extruidos

1

Bolsas, empaque genérico, termoencogible, laminación

3

Termoencogible, laminación, película estirable (estretch), película adhesiva, film técnico, empaque industrial

5

Laminación, película de barrera para empaques de alimentos, film técnico, película adhesiva, película retornable, empaque industrial

7 a más

Película de alta barrera, film técnico, película retornable, empaque industrial, película para termoformado

[pic 4]

Fig. A.4. Productos obtenidos mediante la extrusión monocapa y la coextrusión de película soplada.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

- Ramos, F. (2007). Extrusión de plásticos: principios básicos. México: Editorial Limusa.

- RAE – Real Academia Española. (2014). Diccionario de la lengua española. Consultado en http://www.rae.es/

- Beltrán, M. y Marcilla, A. (2012). Tecnología de polímeros: procesado y propiedades. Alicante: Editorial de la Universidad de Alicante.

- Ramirez, Y. (24 de julio de 2012). Extrusión de materiales plásticos [Mensaje en un blog]. Recuperado de http://ingenieriaquimicaenelperu.blogspot.com/2012/07/extrusion-de-materiales-plasticos.html

- Schwartz, Mel M. (2002). Calendered sheet. Encyclopedia of materials, parts, and finishes. (2.a ed.). USA: CRC Press.