Abordar el exceso de corte en el procesamiento de TPE/TPR: Preservar las propiedades mediante tornillos de bajo corte

Los elastómeros termoplásticos (TPE/TPR) se utilizan ampliamente en piezas de automoción, dispositivos médicos y electrónica de consumo debido a su combinación de elasticidad similar a la del caucho y procesabilidad plástica. Sin embargo, los TPE son muy sensibles al esfuerzo cortante. Durante el procesamiento en una extrusora de doble husillo, el cizallamiento excesivo puede provocar la escisión de las cadenas poliméricas, una caída en la viscosidad del fundido y desviaciones de dureza. La clave para resolver esto reside en una configuración de husillo de "bajo cizallamiento y alta distribución" que maximice la retención de las propiedades mecánicas originales del material.

En la composición de TPE/TPR, el sobrecizallamiento causa varios resultados negativos:

• Degradación de las propiedades físicas: Los "puntos calientes" localizados por el intenso cizallamiento desencadenan la degradación térmica, lo que resulta en una disminución de la resistencia a la tracción y un aumento del conjunto de compresión.

• Defectos superficiales: Los rellenos sobrepulverizados o los polímeros degradados pueden crear geles en la superficie de los gránulos o causar una sensación "pegajosa" en el producto final.

• Inconsistencia de dureza: El calor de cizallamiento incontrolado altera la estructura de microfase de las resinas base como SEBS/SBS, lo que provoca fluctuaciones de dureza entre lotes.

Para lograr una mezcla uniforme y al mismo tiempo proteger las cadenas moleculares, la configuración del husillo y el cilindro debe cumplir con estos estándares:

• Función: La utilización de elementos de paso grande en las zonas de fusión y transporte reduce el grado de llenado del husillo, reduciendo así la tasa de cizallamiento promedio sobre el material.

• Parámetro técnico: Se recomienda un paso de 1.5 a 2 veces el diámetro del husillo para un avance más suave del material.

• Consejo de selección: Reducir el uso de bloques de amasado neutros de 90 grados. En su lugar, utilice bloques de amasado estrechos con ángulos de desfase hacia adelante de 30 o 45 grados.

• Elementos especializados: Incorporar elementos de mezcla de husillo (SME) o elementos de mezcla de turbina (TME). Estos componentes dividen y recombinan el fundido varias veces sin generar calor por fricción intenso. (Referencia: Comparación de la eficiencia de mezcla distributiva - Ref: #QC-2024-EXP-08)

• Soporte de parámetros: El espacio libre unilateral entre el husillo y el cilindro de la extrusora debe mantenerse en 0.05 mm - 0.10 mm.

• Lógica: Un espacio libre ligeramente más amplio en comparación con los plásticos rígidos proporciona una ruta de flujo más amplia para el elastómero, evitando fuerzas de cizallamiento extremas en espacios ultrarreducidos.

• Pulido espejo: La rugosidad superficial del husillo debe alcanzar Ra < 0.4 um. Una suavidad superior reduce la resistencia a la fricción entre el material y la superficie metálica, lo que reduce aún más el calor autogenerado.

• Resistencia al desgaste: Si bien el TPE no es muy abrasivo, el mantenimiento de un espacio libre de precisión requiere una dureza del cilindro de 58-64 HRC.

En la extrusión de TPE/TPR, el procesamiento agresivo a menudo es contraproducente. Al seleccionar elementos de paso grande, optimizar las combinaciones de mezcla distributiva y garantizar la estabilidad de la temperatura dentro de +/- 1°C, los fabricantes pueden preservar perfectamente el marco elástico del material. Para las plantas que buscan una sensación táctil y una consistencia de primera calidad, las piezas de bajo cizallamiento de alta precisión compatibles con los estándares de Coperion o Leistritz son esenciales para lograr la superioridad técnica.