Una volta che un polimero è stato fuso, miscelato e pressurizzato in un estrusore, viene pompato attraverso una filiera di estrusione per la formatura continua (dopo raffreddamento e solidificazione) nel prodotto finale.I tipi di matrici più comuni sono piatti, anulari e profilati.I prodotti realizzati mediante estrusione comprendono tubi, tubazioni, rivestimenti di fili, bottiglie di plastica, pellicole e fogli di plastica, sacchetti di plastica, rivestimenti per carta e fogli, fibre, lamenti, filati, nastri e una vasta gamma di profili.
L'estrusione di polimeri tramite matrici presenta alcune somiglianze con l'estrusione a caldo dei metalli. Tuttavia, esistono anche differenze significative.Nell'estrusione di metalli il materiale viene spinto in avanti da un pistone, mentre nell'estrusione di polimeri il materiale viene alimentato continuamente da una vite rotante.Nell'estrusione di metalli caldi le temperature vanno da 340°C per il magnesio a 1325°C per l'acciaio, e le pressioni corrispondenti vanno da 35 a oltre 700 MPa.1 5 Nell'estrusione di polimeri le temperature raramente superano i 350°C e le pressioni di solito non lo fanno andare molto al di sopra di 50 MPa sulla punta della vite.L'estrusione in fase solida di polimeri è stata sviluppata per la produzione di alcuni prodotti ad alta resistenza. A basse temperature, l'orientamento molecolare impartito dalla forzatura del materiale attraverso la matrice di formatura rimane nell'estruso.L'estrusione di polimeri allo stato solido presenta alcune somiglianze con l'estrusione a freddo dei metalli.
L'estrusione di film in bolla è il processo più importante per la produzione di film plastici sottili da polietilene. Il polimero fuso viene estruso attraverso una filiera anulare (normalmente con mandrino a spirale) per formare un tubo a parete sottile che viene contemporaneamente trafilato assialmente ed espanso radialmente.Nella maggior parte dei casi la bolla del film soffiato si forma verticalmente verso l'alto.Il diametro massimo della bolla è solitamente 1,2 – 4 volte più grande del diametro della filiera.L'hot melt viene raffreddato da flussi anulari di aria ad alta velocità provenienti da anelli d'aria esterni e occasionalmente anche da distributori d'aria interni.Il film solidificato passa attraverso un telaio che pinza la parte superiore della bolla e viene ripreso da rulli.Con questo processo vengono prodotte anche pellicole coestruse con 3 – 8 strati (a volte fino a 11), da utilizzare nell'imballaggio alimentare.
L'estrusione di pellicole e fogli Cast® comporta l'estrusione di un polimero attraverso una filiera con un'ampia apertura (fino a 10 m), su uno o più rulli di acciaio refrigerati che raffreddano e solidificano il materiale fuso.La pellicola è generalmente definita come un prodotto più sottile di 0,25 mm, mentre il foglio è più spesso di questo. Il processo cast® film viene utilizzato per tolleranze molto strette di film sottile o per resine a bassa viscosità.La maggior parte delle trafile piatte hanno un design con scanalatura a T o appendiabiti, che contengono un collettore per distribuire il polimero fluido su tutta la larghezza della trafila, seguito a valle da fessure alternate strette e aperte per creare la distribuzione del flusso e la caduta di pressione desiderate.La maggior parte delle linee di film cast prodotte oggi sono linee di coestrusione, che combinano strati provenienti da un massimo di sette estrusori nel prodotto attraverso matrici multi-collettore o matrici a collettore singolo con l'ausilio di blocchi di alimentazione.
Nell'estrusione di Žfilm, le velocità di taglio sui labbri della filiera sono solitamente ~103 s21.Quando lo sforzo di taglio della parete supera un certo valore (di solito 0,14 MPa nei documenti di ricerca, più elevato nell'industria con l'aiuto di additivi), la superficie estrusa perde la sua lucentezza a causa del fenomeno della frattura da fusione della pelle di squalo. La pelle di squalo può essere descritta come una sequenza di creste visibile ad occhio nudo, perpendicolare alla direzione del flusso.
L'estrusione di tubi e tubazioni prevede il pompaggio di un polimero fuso attraverso una matrice anulare, dopodiché il prodotto estruso, mentre viene tirato, passa attraverso un dimensionatore sotto vuoto dove raggiunge le sue dimensioni finali.Segue il raffreddamento a spruzzo o ad immersione e il taglio a lunghezze fisse.Con questo processo vengono realizzati tubi con diametro fino a 2 m o superiore e tubi con diametro da 10 mm fino a meno di 1 mm.Le matrici anulari sono normalmente del tipo a ragno o con mandrino a spirale.
Nei processi di rivestimento di fili e cavi, i singoli fili o gruppi di fili vengono tirati ad altissima velocità attraverso una matrice a croce, ad angolo retto rispetto all'asse dell'estrusore.Nell'estrusione ad alta pressione, il polimero fuso incontra il filo o il cavo prima dell'uscita dallo stampo, ad esempio isolando i singoli fili.Nell'estrusione a bassa pressione, il materiale fuso incontra il cavo dopo l'uscita dallo stampo, ad esempio nel rivestimento di assemblaggi di cavi isolati.In questo processo si incontrano spesso velocità di taglio molto elevate (fino a 106 s2 1 ) e vengono utilizzate resine a bassa viscosità.
L'estrusione di Pro®file è un processo di produzione utilizzato per prodotti con sezione trasversale costante.Questi possono variare da forme semplici a profili molto complessi con più camere e Ždita.Gli esempi spaziano dalle modanature per cornici, alle finiture automobilistiche, ai bordi per i piani dei tavoli, alle linee lineari delle finestre.I materiali estrusi vengono classificati (approssimativamente) come rigidi o fiessibili.La tipica linea di estrusione di profili è costituita da un estrusore che pompa un polimero attraverso una filiera di profili, seguito da un serbatoio di dimensionamento o calibratore, vasche di raffreddamento aggiuntive, un estrattore e un dispositivo di taglio.La progettazione di matrici profilate richiede notevole esperienza e pazienza. Si riscontrano limitazioni di rendimento nell'estrusione dei profili a causa della pelle di squalo (per prodotti sottili prodotti da polimeri ad alta viscosità) o della capacità di raffreddare prodotti a pareti spesse.L'estrusione di tubi e profilati polimerici è simile all'estrusione a caldo di metalli per la produzione di forme cave continue di oggetti simili a barre.Tuttavia, la modellizzazione matematica di questi processi per i metalli si basa principalmente su ipotesi di flusso elastico-plastico.
Nella filatura a fusione, il polimero fuso scorre attraverso numerosi capillari in una filiera (fino a 1000).Il polimero viene erogato sotto pressione da una pompa ad ingranaggi per un dosaggio accurato, dopo essere passato attraverso un ® ltro che segue l'estrusore.All'uscita dai capillari i lamenti Ž vengono attenuati al diametro desiderato. Per la produzione di fibre Ž molto sottili viene utilizzato il processo di meltblowing.In questo processo le fibre vengono attenuate dalla forza di trascinamento esercitata da un getto d'aria ad alta velocità.
Orario di pubblicazione: 19 aprile 2017