O acúmulo de material na matriz continua sendo um grande desafio na extrusão de polímeros.

O acúmulo de material na matriz é um dos desafios mais comuns no processamento por extrusão de polímeros. Seja na produção de compostos para fios e cabos, filmes soprados, tubos, perfis ou produtos de plásticos de engenharia, os processadores de polímeros podem enfrentar depósitos de material ao redor da matriz após operação contínua.

Embora o acúmulo de material na matriz possa inicialmente parecer um problema de manutenção menor, o acúmulo excessivo pode afetar gradualmente a estabilidade da extrusão, a aparência do produto, a eficiência da produção e os custos de fabricação. A limpeza frequente interrompe a produção, aumenta o desperdício de material e reduz a utilização geral do equipamento.

Com o aumento contínuo das velocidades de extrusão e a crescente complexidade das formulações de polímeros, o controle do acúmulo de material na matriz tornou-se cada vez mais importante para os processadores que buscam uma produção estável e de alta qualidade.

Este artigo explica:

• O que é acúmulo de material no chip?
• Por que isso ocorre durante a extrusão de polímeros
• Quais materiais são mais suscetíveis
• Como as condições de processamento influenciam a formação de resíduos na matriz
• Como as tecnologias aditivas à base de silicone podem ajudar a melhorar a estabilidade da extrusão

O que é acúmulo de material no chip?

O termo "acúmulo na matriz" refere-se ao acúmulo gradual de resíduos de polímero, aditivos, cargas, pigmentos ou produtos de degradação ao redor da saída da matriz durante a extrusão contínua.

Dependendo do sistema de materiais e das condições de processamento, os depósitos podem apresentar-se como:

• Contaminação marrom ou preta
• Resíduos de polímeros pegajosos
• Material carbonizado
• Depósitos de enchimento branco
• Contaminação superficial ao redor da borda do molde

A intensidade do acúmulo de material na matriz varia de acordo com o projeto da formulação, o equipamento de extrusão, a temperatura de processamento, a taxa de cisalhamento e a compatibilidade dos aditivos.

Se não forem devidamente controlados, esses depósitos podem eventualmente transferir-se para o produto extrudado, afetando tanto a aparência quanto a consistência da produção.

Por que ocorre o acúmulo de resíduos?

O acúmulo de material na matriz raramente é causado por um único fator. Em vez disso, geralmente resulta da interação entre as propriedades do material, o projeto da formulação e as condições de processamento.

1. Alto atrito interfacial polímero-metal

Durante a extrusão, o polímero fundido entra em contato contínuo com as superfícies da rosca, do cilindro e da matriz.

Em condições de alto cisalhamento, a forte adesão entre o polímero fundido e as superfícies metálicas pode aumentar a tendência de acúmulo de material.

Materiais com viscosidade de fusão relativamente alta ou lubrificação insuficiente são geralmente mais suscetíveis a esse fenômeno.

2. Alta carga de enchimento

Os compostos termoplásticos modernos frequentemente contêm quantidades significativas de cargas funcionais, tais como:

• Hidróxido de alumínio (ATH)
• Hidróxido de magnésio (MDH)
• Carbonato de cálcio
• Talco
• Fibra de vidro

Embora esses materiais de enchimento melhorem a resistência à chama ou o desempenho mecânico, eles também podem aumentar a viscosidade da massa fundida e a resistência ao processamento, tornando a extrusão estável mais desafiadora.

3. Temperatura de processamento

Temperaturas de processamento excessivamente altas ou insuficientes podem contribuir para o acúmulo de material no chip.

Temperaturas mais elevadas podem acelerar a degradação do polímero ou a volatilização de aditivos, enquanto temperaturas mais baixas podem reduzir a fluidez da massa fundida e aumentar a tensão de cisalhamento.

Manter uma janela de processamento adequada é, portanto, essencial para uma extrusão estável.

4. Tensão de cisalhamento excessiva

Uma alta produção por extrusão geralmente está associada a uma maior velocidade da rosca e a uma maior tensão de cisalhamento.

Quando a tensão na saída da matriz excede a capacidade do polímero fundido de fluir suavemente, pode ocorrer instabilidade superficial, aumentando a probabilidade de acúmulo de material ao redor da matriz.

Quais sistemas de polímeros são mais suscetíveis?

Embora o acúmulo de material na matriz possa ocorrer em muitos materiais termoplásticos, ele é observado com mais frequência em aplicações como:

• Extrusão de filme de polietileno (PE)
• Compostos de polipropileno (PP)
• Compostos para fios e cabos com alta carga de ATH ou MDH
• Plásticos de engenharia com alta carga
• Extrusão de tubos
• Extrusão de perfil

Cada sistema de materiais apresenta características de processamento diferentes, portanto, a seleção de aditivos deve ser baseada na formulação específica e nos requisitos de aplicação.

Como posso?Aditivos à base de siliconeAjuda?

Uma abordagem eficaz para reduzir o acúmulo de material na matriz é melhorar a lubrificação da massa fundida e modificar a interação entre o polímero fundido e as superfícies de processamento do metal.

O masterbatch de silicone de alto peso molecular é comumente avaliado para esse fim, pois pode influenciar o comportamento do fluxo de fusão sem alterar fundamentalmente a matriz polimérica.

Os benefícios potenciais podem incluir:

• Redução do atrito polímero-metal
• Melhoria na estabilidade do fluxo de fusão
• Torque de extrusão reduzido
• Superfícies de matrizes mais limpas durante a produção contínua
• Redução da frequência de limpeza da matriz

O desempenho real depende do tipo de polímero, da formulação do aditivo, das condições de processamento e do nível de dosagem.

Por que usar masterbatch de silicone em vez de lubrificantes convencionais?

Os lubrificantes tradicionais podem melhorar o processamento em determinadas condições, mas nem sempre oferecem um equilíbrio entre a eficiência do processamento e o desempenho da superfície a longo prazo.

O masterbatch de silicone, como aditivo plástico e modificador de polímeros, combina a modificação do processo com o aprimoramento da superfície, tornando-o adequado para aplicações que exigem extrusão estável e melhor qualidade do produto final.

Dependendo da formulação, o masterbatch de silicone também pode contribuir para:

• Melhoria na suavidade da superfície
• Menor coeficiente de atrito
• Melhor resistência a riscos e abrasão

Soluções de masterbatch de silicone SILIKE para estabilidade na extrusão

A SILIKE desenvolve soluções de masterbatch de silicone projetadas para ajudar os processadores de polímeros a lidar com os desafios comuns de extrusão em uma ampla gama de aplicações termoplásticas.

Com experiência em integração de polímeros de silicone e desenvolvimento de aplicações, a SILIKE trabalha com os clientes para avaliar a compatibilidade da formulação, otimizar as condições de processamento e recomendar soluções de masterbatch de silicone com base em requisitos de produção específicos.

As aplicações típicas do masterbatch de silicone incluem:

•Compostos para fios e cabos
•extrusão de filme PE e PP
•Extrusão de tubos e perfis
•Plásticos automotivos
• Plásticos de engenharia
• Materiais TPU e TPE

Recomenda-se uma avaliação específica para cada aplicação, a fim de identificar a solução mais adequada para cada sistema polimérico.

Conclusão

O acúmulo de material na matriz é um fenômeno complexo de processamento influenciado pelas características do polímero, pelo projeto da formulação, pelos sistemas de enchimento e pelas condições de extrusão. Embora não haja uma solução universal, a compreensão dos mecanismos subjacentes permite que os fabricantes desenvolvam estratégias de processamento mais estáveis ​​e eficientes.

Para muitas aplicações de termoplásticos, o masterbatch de silicone oferece um meio eficaz de melhorar o comportamento de fluxo do material fundido, reduzir o atrito polímero-metal e proporcionar uma extrusão mais limpa e consistente.

Por meio de desenvolvimento focado em aplicações e suporte técnico, a SILIKE continua a ajudar os processadores de polímeros a otimizar o desempenho da extrusão e a melhorar a eficiência de fabricação em uma ampla gama de materiais termoplásticos.

Entre em contato com a SILIKE para uma análise gratuita da formulação e para receber a Ficha Técnica (TDS) do produto.Masterbatch de silicone da série SILIKE LYSI(aditivos poliméricos à base de siloxano). Nossa equipe de especialistas está pronta para fornecer soluções personalizadas, amostras e suporte técnico completo para ajudá-lo a superar os desafios de processamento, reduzir o acúmulo e o gotejamento do chip e aumentar a competitividade do seu produto!

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