Produção de plásticos mundial (dados obtidos do boletim anual da ABIPLAST - 2016) CIS- (Commnwealth of Independent States) compreende os países Armênia, Belarus, Cazaquistão, Federação Russa, Moldávia, Quirguistão, Tadjiquistão, Turcomenistão, Ucrânia, Uzbequistão, Geórgia e Azerbaijão. Europa: compreende os países da União Europeia, Suíça e Noruega
Produção de plásticos transformados em R$ Bilhões - Brasil (dados obtidos do boletim anual da ABIPLAST - 2016) Produção de plásticos transformados em Bilhões de Toneladas Brasil (dados obtidos do boletim anual da ABIPLAST - 2016)
Principais setores consumidores de plásticos transformados (dados obtidos do boletim anual da ABIPLAST 2016)
Aplicação Dados obtidos do boletim anual da ABIPLAST - 2016
Processamento de polímeros - Termofixos O processamento dos polímeros termofixos é geralmente feito em duas etapas: (1) Preparação de um polímero líquido de baixa massa molar (algumas vezes chamado pré-polímero) (2) Processamento do pré-polímero para obter uma peça dura e rígida (curada), geralmente em um molde que tem a forma da peça acabada. A etapa de cura pode ser realizada através de aquecimento ou pela adição de catalisadores, em geral com a aplicação de pressão. Durante a cura ocorrem mudanças químicas e estruturais em escala molecular, com formação de ligações cruzadas ou reticuladas. Os polímeros termofixos são dificilmente recicláveis, não são fusíveis, podem ser usados em temperaturas maiores do que as temperaturas de utilização dos termoplásticos, e são quimicamente mais inertes. 5
Processamento de polímeros termoplásticos Resfriamento Pellets ou pó Plastificação Aquecimento Produto amolecido Moldagem Reciclagem Produto moldado Remoção do molde Produto final Filmes, folhas, extrudados Processamento de polímeros termofixos 6 Pellets, pó ou líquido Catalisador Energia Reações Químicas Novas moléculas Resfriamento Remoção do molde Produto final
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EXTRUSÃO A palavra "extrusão" vem do Latim "ex= fora" e "trudere = empurrar, forçar. O material moldável, neste caso o polímero fundido, é forçado para através da abertura de uma matriz ou estampo metálico depois é resfriado progressivamente até permanecer sólido. Produtos poliméricos que tem uma seção constante numa direção, são manufaturados pelo processo de extrusão. Portanto, cabos, fios, cordas, bastões, tubos, mangueiras, inflados e uma variedade de perfis (filmes, folhas, placas, etc...) Existem extrusoras de rosca simples e dupla rosca. 8
Extrusora Zona de dosagem Zona de compressão Zona de alimentação 9
Extrusora alimentada com sólidos particulados é denominada de extrusora plastificante Alimentação Transporte de sólidos Fusão ou amoleci mento Bobeamento Para se controlar o processo de fusão deve-se obedecer as seguintes relações: velocidade de transporte de material na Z1 = ou > veloc.fusão, Z2 Velocidade de fusão, Z2 = ou > velocidade de bombeamento Senão: trabalha em vazio 10
Extrusora Plastificante Zona de alimentação: Zona de entrada de material, com profundidade de filete maior e diâmetro cte. As partículas começam a compactar e começam a se mover como massa maciça. Zona de Compressão ou Fusão: coexiste polímero sólido e fundido. Seu comprimento é função da geometria da rosca e do tipo de polímero. Grânulos sólidos entram em contato com a superfície do cilindro, fundem, e formam película de polímero fundido. 11
Extrusora Plastificante Zona de Compressão ou Fusão: a capa desliza sobre a rosca. O movimento do polímero para frente acontece porque o polímero tende a grudar sobre a superfície do cilíndro e desliza sobre a superfície da rosca (+ fria e com surp. + lisa). 12
Extrusora Plastificante Fusão: material em contato com parede do cilindro e recolhido pela rosca. Aumento de polímero fundido e mistura. Processo de compactação de material e redução da altura do filete (reduzir volume disponível para o polímero): pressão atrito (calor) e preenchimento total da rosca com expulsão do ar entre os grânulos. 13
Extrusora Plastificante Zona de dosagem ou bombeamento: zona responsável pela quantidade de material enviada para a matriz. (mov. para frente do fundido e corrente de retorno causada por restrições como a matriz).. 14 https://www.youtube.com/wa tch?v=mu3pjb2ngqs
Extrusora Plastificante Algumas extrusoras tem também uma função de Desgaseificação: Zona de alimentação Zona de compressão Zona de dosagem Descompressão (saída de voláteis) Zona de Compressão Zona de dosagem 15
Algumas extrusoras têm também uma função de Desgaseificação: Zona de alimentação Zona de compressão Zona de dosagem Descompressão (saída de voláteis) Zona de Compressão Zona de dosagem 16
Extrusão de Filmes Soprados Extrusora convencional acoplada a uma matriz anelar, com mecanismo de manutenção de pressão interna ao balão. Há orientação do laminado, circunferencialmente e longitudinalmente (estiramento). Filmes de PP, PE e multicamadas, através de co-extrusão. 17 https://www.you tube.com/watch?v=43lgedah- Kk
FIAÇÃO O processo de fiação, semelhante ao método de extrusão, consiste basicamente em bombear o polímero fundido através de pequenos orifícios de uma fieira. A estiragem de fibras sintéticas consiste, essencialmente, em passalos por rolos aquecidos, que os estiram. 18
PROCESSO DE INJEÇÃO 19
INJETORA Máquina simples de moldagem por injeção de parafuso 20
INJEÇÃO Processo descontínuo utilizado para a fabricação de peças ou artefatos termoplásticas moldadas. Isto é, a cada ciclo de injeção da máquina injetora, o molde é aberto para a remoção da peça moldada O material termoplástico granulado é forçado a altas temperaturas acima de sua fusão, e pressões a fluir dentro, preencher e assumir a forma das cavidades do molde 21
Moldagem por injeção Plastificação Durante a plastificação o material é transportado da tremonha até a frente da rosca. 22 O molde é fechado, a válvula é aberta e o polímero é empurrado para dentro do molde pela rosca que serve de êmbolo. Após a injeção, uma grande pressão é aplicada para compensar a retração dimensional no molde por resfriamento. Esta pressão é chamada pressão de recalque.
Moldagem por injeção Resfriamento Válvula O polímero resfria-se dentro do molde até uma temperatura abaixo da Tg (polímeros amorfos) ou abaixo da T f (polímeros semicristalinos). Extração Objeto solidificado é extraído do molde com pinos extratores Um novo ciclo pode começar. 23 https://www.youtube.com/wat ch?v=m1u6m-omye4
Ciclo de injeção 1. Plastificação e dosagem do fundido pela rosca da injetora, nesta etapa o processo é semelhante ao da extrusão 2. A rosca para de girar e avança para injetar o fundido no molde sob pressão 3. Preenchimento volumétrico do molde Compressão do fundido no molde (compactação) 4. Recalque para corrigir a contração do fundido 5. Resfriamento da peça moldada (neste intervalo de tempo a rosca retorna e é preparada uma nova plastificação de material) 6. Dosagem 7. Abertura do molde para extração da peça Fonte: Tecnologia dos plásticos, 1994
INJEÇÃO 25
Referências J.M.G. Cowie: Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials, 2nd edition,1991, Blackie Academic and Professional. L. H. Sperling Introduction to Physical Polymer Science 2nd Edition 1992, John Wiley and Sons, New York Ciência dos polímeros: um texto básico para tecnólogos e engenheiros, Sebastião V. Canevarolo Jr., Editora Artliber, 2º edição, 2006. Coletânea do curso de tecnologia de polímeros: Prof. Hélio Wiebeck