1. Quais os tipos de extrusoras quanto à sua 2. Quais as funções de uma extrusora? configuração? (1) Transporte de sólidos particulados.
(2) Plastificação (fusão) do polímero através de calor gerado por atrito e cisalhamento (aquecimento adiabático) do material nas paredes da rosca e barril e por aquecimento térmico externo fornecido pelas mantas de resistência elétrica envoltas no barril. (3) Transporte de material plastificado. (4) Mistura, homogeneização e degasagem do polímero fundido. (5) Bombeamento do fundido sob pressão até a matriz. (6) Conformação do polímero pela sua passagem sob pressão através da matriz.
3. Qual o objetivo de se projetar uma extrusora com desvolatilização?
São usadas quando há necessidade de: (1) remoção de monômeros e oligômeros na polimerização ou na preparação de polímeros; (2) remoção de voláteis na composição de polímeros com aditivos. (3) remoção de produtos de reações de polimerização (água, metanol, solventes, etc.); (4) remoção de ar de polímeros com carga,principalmente polímeros reforçados com fibras; (5) remoção de umidade. 4. Cite as partes de uma máquina extrusora?
Redutor, funil, resistências elétricas, termopares, matriz, cilindro de aquecimento, parafuso plastificador e motor elétrico. 5. Descreva as funções do funil:
Armazenar o material e permitir um fluxo constante de matéria prima para o interior da máquina. 6. Descreva as funções do cilindro de aquecimento.
Plastificar o material através do atrito contra as paredes.
7. Qual a utilidade dos termopares?
São empregados para medição da temperatura de cada zona. 8. Descreva as funções da rosca.
São três funções: ela é responsável pela alimentação, compressão (transição) e dosagem (saída). 9. Quais as funções de cada seção?
Alimentação (1) transporte dos grãos para a zona de compressão, e em alguns casos, o início da plastificação do do material. (2) ~ 1/3 do comprimento comprimento total da rosca. Compressão (transição): (transição): (1) compressão e a total plastificação do material. (2) profundidade dos canais é, na maioria dos casos, reduzida linearmente, causando um aumento de pressão no material que está no canal. (3) o material é plastificado através do atrito contra as paredes do cilindro e do aquecimento das resistências externas. Dosagem (saída, homogeneização): (1) Misturar e homogeneizar a temperatura e a distribuição de aditivos na massa polimérica. (2) Torna o fluxo do material já plastificado mais uniforme, pois este sai muito turbulento da zona anterior devido a compressão. 10. Descreva as funções da placa-filtro e tela.
Filtrar impurezas e auxiliar o aumento de contra-pressão da massa polimérica, para melhorar sua homogeneização. 11. Qual é a consequência na pressão do entupimento das telas? .Aumenta a pressão de “contra -fluxo”e também o cisalhamento e mistura do fundido polimérico. 12. Quais são as linhas linh as de extrusão?
(1) Tubos e mangueiras (2) Chapas planas e onduladas, (3) Filmes rasos e tubulares t ubulares (4) Fios e monofilamentos (5) Cabos e fios fi os revestidos. 13. Descreva o processo de extrusão perfis (circulares e tubulares).
Produtos cilíndricos ocos, como tubos e mangueiras. Mangueiras: diâmetros inferiores a 10 mm. Tubos: diâmetros maiores que 10 mm. Extrusão de mangueiras: M aterial se desvia 90°,contornando um“mandril”, pelo qual ésoprado ar. O material então contorna este mandril, formando uma linha de solda do outro lado. Extrusão de tubos lisos: É semelhante à extrusão de mangueiras, porém com matrizes em linha. Utiliza dois tipos de matriz: -pernas de aranha; – canal espiral. 14. Quais os equipamentos pós-extrusão necessários no processo de extrusão de perfis tubulares?
Os equipamentos pós-extrusão: – Calibrador; – Equipamento de resfriamento; – Puxador ou equipamento de arraste; – Serra; Serra; – Mesa recolhedora; – Bobinadeira.
15. Durante a extrusão de perfis o polímero apresenta um comportamento chamado de inchamento do extrudado, explique este comportamento do polímero.
Aumento do diâmetro do extrudado em relação ao diâmetro da matriz. Região anterior à matriz: Moléculas poliméricas emaranhadas aleatoriamente Região de entrada da matriz: Desemaranhamento por causa das forças elongacionais Dentro da matriz: Cisalhamento manterá a orientação Saída da matriz: Moléculas tendem a voltar às suas conformações aleatórias
16. Explique qual a função do calibrador?
É necessária a ação de um calibrador p/determinar as dimensões finais do produto, conforme o desejado. Inchamento, estiramento e contração, mudam a espessura e a largura do produto. 17. Quais os tipos básicos de matriz, no processo de extrusão de filme tubular?
(1) alimentação lateral (2) pernas-de-aranha (3) canal espiral.
18. Qual é a função do conjunto cabeçote/matriz? (1).Aumenta a pressão de “contra -fluxo”e também o cisalhamento e mistura do fundido polimérico.
(2) Impede passagem de impurezas para o perfil extrudado (3) Transforma o fluxo rotacional do fundido saindo do canal da rosca em fluxo longitudinal na direção de extrusão (4) Minimiza a leve pulsação na descarga da extrusora, advinda da falta de perfeita concentricidade entre a rosca e o barril da extrusora. (5) Entretanto, esta restrição ao fluxo, reduz a descarga por unidade de energia consumida pela extrusora. 19. Explique a função do anel de resfriamento: Resfriamento do balão. 20. Explique a função da torre:
Nela são montados: os rolos puxadores, a saia (responsável pelo gradual achatamento do balão), o cesto de calibragem, e outros acessórios de importância secundária. 21. Explique a função dos rolos puxadores:
Servem para: (1) puxar o filme em direção aos rolos bobinadores, (2) determinar a espessura do filme por estiramento, (3) evitar a saída de ar do interior do balão. Um rolo é de metal e o outro de borracha, para pressionar toda a superfície do filme que passa entre os mesmos. 22. Explique a função da bobinadeira: Armazenamento temporário do filme já processado e resfriado.
23. Descreva a diferença entre materiais viscosos, elásticos e viscoelásticos
Viscosos: Dissipa a energia. Elásticos: Absorve a energia, retorna a forma original. Viscoelástico: dissipa e armazena, mistura as duas propriedades, assumindo propriedades tanto viscosas como elásticas. 24. Quanto maior a massa molecular, maior é a probabilidade de formar nós entre as macromoléculas. Explique esta afirmação.
A Massa Molecular e a Massa molecular diferente (alfa, média e baixa) influenciam na quantidade de nós ou novelos que as moléculas formam entre si. MM alta – maior probabilidade de formação de nós nós. DMM alta – baixa esta probabilidade
25. Porque a distribuição de massa molecular influencia na formação de nós que as macromoléculas formam entre si. Sua formação preferida é Não organizada no estado fundido – amorfo, Conformação aleatória.
A elevada massa molecular das macromoléculas gera formação nós (enovelados ou emaranhados) entre elas. Processo dinâmico: Reptação e movimento browniano, Nós inter e intramoleculares são formados e desfeitos continuamente (densidade variável de nós). 26. Defina taxa de cisalhamento.
Relaciona velocidade com a distância de cisalhamento aplicado. Esta associada ao gradiente de velocidades. 27. Defina tensão de cisalhamento.
Todas estas forças estão relacionadas à tensão: movimento do fluido; movimento do fluido; ação gravitacional; Gradientes de pressão; Interações entre moléculas do fluido. As componentes τxy, τxz, τyx, τyz, τzx e τzy são as tensões de cisalhamento. 28. Defina viscosidade. A relação entre tensão e taxa de deformação. 29. Qual a diferença entre fluidos newtonianos e não-newtonianos.
Os fenômenos Newtonianos são aqueles em que sua viscosidade não varia com o aumento da taxa ou tensão cisalhante, e nem com o tempo, sendo cisalhante, e nem com o tempo, sendo esta denominada como viscosidade absoluta. Ex: água,solventes... Fluidos Não Newtonianos: estes fluidos possuem curvas de fluxo não lineares e suas viscosidades não são independentes da taxa de são independentes da taxa de cisalhamento numa da temperatura e pressão constantes. 30. Faça um gráfico mostrando a relação da viscosidade com a taxa de cisalhamento, indicando os tipos de comportamento. 31. Quais são as duas principais propriedades reológicas? Viscosidade e elasticidade. 32. Quais são os fatores que determinam o ponto de operação da extrusora.
Rotação, geometria da rosca, viscosidade, etc.
33. Identifique os fluxos que caracterizam a equação abaixo e escreva o que esta equação representa. Qp = AN – C/μ *ΔP (1) Equação característica do parafuso. 34. O que a equação abaixo caracteriza Qm = (km/μ)* ΔP (1) Equação característica da matriz. 35. Analisando a equação do item 11, responda:
a) O que significa quando a ΔP=0?
Quando a pressão é zero a vazão é máxima, não há contra-pressão da matriz. 36. Analisando o gráfico a seguir, responda:
a) Ao verificar que o ponto de operação da extrusora foi modificado, passando de 1 para 2. Explique o que pode ter sido alterado para ocorrer esta alteração.
Diminuiu a vazão, aumentou a pressão, provavelmente pelo aumento da rotação da rosca. b) Ao verificar que o ponto de operação da extrusora foi modificado, passando de 1 para 3. Explique o que foi alterado para ocorrer esta alteração.
Diminuiu tanto a vazão com a pressão alterando a configuração da matriz. 37. Quais são os parâmetros que influenciam as principais propriedades reológicas?
Pressão, temperatura e estrutura molecular. 38. Como estes parâmetros afetam a viscosidade? Aumento da pressão aumenta a viscosidade. 39. Quais são os efeitos visco elásticos no processamento dos polímeros?
(1) Inchamento do extrudado (2) Fratura do fundido (3) Pele de cação (4) Orientação congelada (5) Extensibilidade do fundido (“draw down”)