Compuestos rellenados y reforzados (FRTP)

Con la introducción de cargas en una matriz de plástico se persiguen esencialmente dos fines: mejorar de manera específica las características del material del compuesto, como por ejemplo para láminas transpirables o tuberías insonorizantes, o ahorrar costes.

Hay tres factores que tienen un papel decisivo en la interacción entre la carga y la matriz de polímero. Una partícula con una relación largo/grosor reducida (aspect ratio), como por ejemplo bolas de vidrio, CaCO3 o BaSO4 mejoran generalmente el módulo de elasticidad. Las partículas con un aspect ratio grande, como por ejemplo talco o wollastonita, aportan mejoras a la resistencia a la tracción y a la rotura, así como al módulo de elasticidad. La distribución del tamaño de las partículas influye en la introducción de la carga. Aquí son de relevancia las fuerzas de van der Waals, que actúan entre las partículas (tamaño de las partículas > 1 µm), como también las fuerzas de cizallamiento que actúan de forma dispersante en la amasadora Buss (diámetro de las partículas < 10 µm). La superficie de la carga, o mejor dicho la superficie específica (m²/g), indica cuántos puntos de adhesión potenciales hay entre la carga y las cadenas de polímeros. Una superficie grande da lugar a muchos puntos de adhesión y, de esta forma, a mejores características mecánicas (mayor rigidez, resistencia a la tracción y a la rotura y resistencia al impacto) así como un mayor brillo de la superficie del compuesto.

Otro aspecto importante son los recubrimientos de las superficies (coating). A través de ellos se puede manipular la formación de aglomerado, la fluidez en el manejo del material y la humectación durante el proceso de preparación del compuesto.

Coche negro como ejemplo de plásticos reforzados con fibras mediante la preparación de compuestos frtp
Granulado de color violeta oscuro de termoplástico rellenado y reforzado, un tipo de compuesto de alto rendimiento, después de la elaboración con la tecnología de preparación de compuestos BUSS.
Para la producción de piezas de materia prima de plástico reforzado con fibras los sistemas de preparación de compuestos BUSS son la mejor elección.
Los plásticos reforzados con fibras, fabricados con los sistemas de preparación de compuestos FRT, son a menudo utilizados para todo tipo de aparatos de cocina.
Granulado blanco de plástico reforzado con fibras después de la preparación de un compuesto FRTP
Granulado negro de plástico reforzado con fibras

Requisitos de compuestos para compuestos reforzados

Los amplios conocimientos de BUSS en la técnica de procesamientos es la clave para la producción de compuestos altamente reforzados. Aparte de la óptima distribución de los flujos de material, es muy importante controlar los flujos de humedad y aire que acompañan la introducción de cargas. Por eso, la geometría del proceso debe ser configurada de manera óptima para poder cumplir con estas exigencias. Con las configuraciones adecuadas, los grandes volúmenes libres y sus correspondientes momentos de giro permiten una producción eficiente de estos materiales de alta calidad.

Las excelentes cualidades polifacéticas de la amasadora BUSS con su amplia ventana operativa permiten llevar a cabo diferentes procesos relacionados y procesar cargas como talco, dióxido de titanio, sulfato de bario, hidróxidos de aluminio o de magnesio. Un efecto secundario muy apreciado proveniente de la velocidad de cizallamiento moderada de la amasadora BUSS es el desgaste claramente inferior en comparación con las máquinas de husillo alternativas. Gracias a la concepción modular y ajustable de toda la instalación, las amasadoras BUSS son una muy buena elección para la preparación de compuestos de termoplásticos reforzados.

Coche rojo de plástico reforzado con fibras que muestra la relevancia de los compuestos FRTP para la industria del automóvil

Diseño típico de una instalación para la preparación de compuestos FRTP

Diseño típico de un sistema de preparación de compuestos de plástico reforzado con fibras

Los sistemas de preparación de compuestos BUSS ofrecen las siguientes ventajas específicas para los compuestos FRTP

  • Capacidad de grandes proporciones de carga
    La tecnología de las amasadoras BUSS permite alcanzar proporciones de carga de hasta un 90 % mediante la distribución de 2-3 posiciones de alimentación, el aprovechamiento de dispositivos de alimentación, como los husillos de alimentación lateral, la alimentación gravimétrica de las cargas, el venteo de retroceso y la excelente eficacia de avance. Las tasas de cizallamiento moderadas de la amasadora permiten un fácil manejo de las elevadas viscosidades que se producen cuando se trabaja con grandes porcentajes de carga.

  • Tasas de cizallamiento uniformes y moderadas
    Las tasas de cizallamiento uniformes permiten efectuar en la amasadora un mezclado controlado con bajas temperaturas, introduciendo sólo la energía de cizallamiento necesaria para la tarea que se está realizando. La estrecha distribución de las tasas de cizallamiento, en comparación con sistemas alternativos, garantiza un desarrollo uniforme del cizallamiento para cada una de las partículas. Esto produce un compuesto de alta calidad con un reducido aporte de energía.

  • Reducción de los daños en polímeros, fibras y cargas altamente estructuradas
    Las tasas de cizallamiento moderadas de la amasadora BUSS garantizan un cizallamiento controlable y unos perfiles de temperatura bajos. El daño en la estructura de las fibras y las cargas altamente estructuradas, como el negro de humo, es muy inferior al que se produce con otros sistemas. Esto mejora las propiedades mecánicas y eléctricas, el comportamiento de flujo y reduce el consumo de aditivos caros.

  • Mezclado intensivo con menos energía específica
    Las amasadoras BUSS de varias aletas de última generación alcanzan un mayor efecto de mezclado con un 15-40 % menos de energía específica. Esto es debido al incremento del número de ciclos de mezclado que está adaptado de forma óptima a cada una de las zonas del proceso. La energía necesaria para la plastificación se proporciona casi exclusivamente de forma mecánica (disipativa) como energía de cizallamiento.

  • Regulación precisa de la temperatura
    La amasadora BUSS permite una regulación precisa de la temperatura gracias a la introducción controlada de energía y las tasas de cizallamiento uniformes y moderadas, así como el control de la temperatura mediante termopares que están montados en pernos de amasado huecos envueltos de polímero en posiciones relevantes a lo largo de la sección de proceso.

Más información

Disposición típica de la planta para FRTP

Descarges

  • COMPEO

Enlaces

BUSS Compounding System COMPEO