O polietileno de alta densidade pode ser fabricado por diferentes métodos. Antes da sua transformação, são adicionados aditivos, o que se designa por formulação.
Entre os métodos de transformação encontram-se a Extrusão, a Injeção, o Sopro, a Rotomoldagem, a Termoformação e a Compressão. Através de uma ou mais destas técnicas é possível transformar os diferentes tipos de PEAD.
Moldagem por extrusão
A moldagem por extrusão consiste em introduzir o polietileno de alta densidade sob a forma de pellets num cilindro onde se encontra o parafuso. O material é empurrado, compactado e finalmente fundido no cilindro e depois extrudido na cabeça, saindo sob a forma de tubo, filme, folha, perfil e outros. A peça que sai da extrusora passa por um banho de água que a arrefece progressivamente.
A moldagem por extrusão é um processo de fabrico contínuo e o mais utilizado para a transformação de polietileno de alta densidade, mas tem a desvantagem de produzir peças inacabadas que necessitam de tratamento posterior à moldagem por extrusão. É o caso da laminação, que exige a moldagem por termoformagem.
Fuso e cilindro
O parafuso é a parte fundamental da extrusora, a sua conceção varia em função do material, da forma e da finalidade dos artigos a fabricar. Para o polietileno de alta densidade, são recomendados parafusos com zonas de alimentação e dosagem longas e zona de compressão curta; isto garante a homogeneização do material.
Os cilindros devem ser fabricados para resistir a pressões e temperaturas de funcionamento elevadas, bem como à abrasão. São instalados dispositivos especiais no exterior do cilindro para aquecer e arrefecer as zonas do cilindro.
Perfis de temperatura
A temperatura varia consoante o grau do material a processar, bem como o tipo de produto a obter e, por vezes, até a própria máquina.
Extrusão para o fabrico de tubos e perfis
O equipamento necessário para o fabrico de tubos e perfis é constituído por uma extrusora, um molde, um formador, uma cuba de arrefecimento, um extrator de velocidade variável e um enrolador ou cortador.
Tubo dado
O aspeto mais importante na extrusão de tubos é a conceção da matriz e a distribuição do fluxo de fusão dentro da matriz. O fluxo é dividido em três fluxos que, depois de serem forçados a passar pelo mandril, se juntam e formam um único fluxo tubular.
O material fundido tem três linhas de união que devem soldar-se perfeitamente, sem deixar marcas ou defeitos no produto final, porque o plástico em fluxo está sob pressão e num estado semi-líquido.
O diâmetro exterior do tubo é calibrado utilizando o formador de vácuo, através do qual o tubo extrudido é submetido a vácuo enquanto arrefece. Recomenda-se a utilização do formador de vácuo, uma vez que proporciona um melhor acabamento.
O banho de arrefecimento consiste num banho separado com água em circulação, através do qual passa o tubo extrudido. Recomenda-se que a temperatura da água de arrefecimento seja de 30 a 50 oC. O extrator é o elemento que gera a força que mantém o plástico em movimento dentro da linha de extrusão. A bobina ou o cortador é o local final, consoante o produto a fabricar.
Extrusão para o fabrico de películas tubulares
Para o fabrico de películas tubulares de PEAD, recomenda-se uma distância máxima entre a matriz e os rolos de 1,50 a 2,50 m, consoante a largura da película; recomenda-se igualmente uma relação de sopro entre 3,5:1 e 6:1, uma altura da linha de arrefecimento superior a 0,40 mas inferior a 0,80 metros e uma abertura da matriz de 1,0016 a 1,524 mm.
As condições de extrusão afectam a resistência ao impacto da película, determinando a orientação das moléculas; em geral, o plástico tem melhores qualidades mecânicas na direção da orientação.
As moléculas de polietileno têm um tempo de relaxamento muito curto, ou seja, depois de uma força orientar as moléculas, estas regressam à sua posição anterior quase imediatamente. Apenas as cadeias de polímero que estão orientadas imediatamente antes da linha de arrefecimento mantêm a orientação fornecida.
Neste sentido, as caraterísticas da bolha, como a altura da linha de arrefecimento e a razão de sopro, afectarão a resistência ao impacto.
O sistema de arrefecimento interno da bolha é um dispositivo que renova continuamente o ar que suporta a própria bolha. Este sistema melhora a eficiência do arrefecimento, removendo o ar quente que já arrefeceu a película e introduzindo ar fresco. O ritmo desta troca mantém a relação de sopro numa magnitude exacta e constante.
Fonte:UNIVERSITY OF SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULDADE DE ENGENHARIA ESCOLA DE ENGENHARIA QUÍMICA ERNESTO ROCA GIRÓN