Resumen

La distribución del tiempo de residencia (RTD) es un parámetro muy importante en extrusión, tanto para el procesamiento simple de polímeros como para procesos especiales como compounding, blending, compatibilización reactiva y degradación controlada. Este trabajo trata de los valores del tiempo de residencia medio (tn) en función del número de elementos de amasado de 45 grados en el perfil del tornillo, la velocidad del tornillo y la tasa de alimentación. Los valores de tn se calcularon a partir de las curvas RTD, que a su vez se determinaron mediante la técnica de un marcador añadido como impulso en el flujo de polímero en estado estacionario. Los valores de tn se modelaron empíricamente en función de dichos parámetros. Los resultados mostraron que la velocidad de alimentación es el parámetro más influyente, seguido por el número de elementos de amasado y la velocidad del tornillo. La modelización ha dado una función cuadrática que relaciona tn y los parámetros operativos probados.

INTRODUCCIÓN

La extrusora de doble husillo (TSE) es un equipo versátil de mezcla de masa fundida para el procesado de polímeros, principalmente en procesos de extrusión reactiva, composición y degradación controlada. Algunas TSE están diseñadas para presentar una disposición modular, con piezas individuales que permiten al usuario ensamblar un perfil de tornillo específico para cada necesidad. Los principales elementos del tornillo son los elementos de transporte y amasado. Estos últimos son importantes para mejorar la mezcla dispersiva y distributiva en mezclas de polímeros.

Durante el proceso de extrusión, la masa fundida es cizallada por el tornillo y dividida varias veces, induciendo diferentes velocidades para diferentes cadenas poliméricas, lo que permite a las moléculas avanzar o retrasarse. Esto da lugar a una distribución de los tiempos de residencia (RTD) en torno a un valor medio. El conocimiento de la RTD es muy importante para la extrusión de polímeros porque está relacionado, entre otras cosas, con el nivel de degradación del polímero y con procesos especiales como la extrusión reactiva.

Una de las formas de determinar la curva RTD de una determinada condición de procesado es mediante una técnica de respuesta a impulsos, en la que se introduce un material distinto del polímero que fluye, denominado trazador o marcador, en el extrusor y se mide su concentración en un punto aguas abajo en función del tiempo. La concentración del trazador puede cuantificarse de varias maneras: el material extruido se recoge periódicamente y se cuantifica mediante técnicas analíticas o espectroscópicas. Este tipo de análisis se conoce como off-line porque requiere una recogida previa de material para ser analizado.

• Materias:Extrusión Diseño experimental Degradación
• Subjects:Extrusion process Experimental design Degradation
• Palabras claves:Extrusión; Distribución del tiempo de residencia; Tasa de alimentación; Perfil del tornillo; Diseño factorial
• Keywords:Extrusion; Residence time distribution; Feeding rate; Screw profile; Factorial design