Transformação – PET: A injeção das pré-formas

Nesta edição, trataremos do processamento e do comportamento da resina na injeção de pré-formas.

A transformação correta da resina PET exige o conhecimento prévio sobre as propriedades de processamento, como higroscopicidade, contração, temperatura de processamento e viscosidade, que são fatores determinantes para a injeção de produtos de PET, principalmente das pré-formas, incluindo a morfologia dos polímeros.

Os conhecimentos referentes às máquinas e suas características também são fundamentais para se obter produtos de boa qualidade.

Podemos citar algumas máquinas para a injeção dessa resina:

  • Máquinas injetoras convencionais para fabricação de pré-forma.
  • Máquinas injection blow (ou injeção-sopro) para a fabricação das pré-formas e produtos soprados no mesmo equipamento.

Comentaremos nesta coluna sobre a injeção, deixando o sopro para a próxima edição.

As máquinas injetoras utilizadas para a injeção de produtos de PET podem ser as mesmas usadas para outros materiais, porém, com geometrias de roscas e cilindros (taxa de compressão e relação L/D) especificas para essa resina.

Existem máquinas com pré-plastificadores, que são utilizadas quando se desejam altas produções, sendo dotadas de dois cilindros, um com rosca e outro com pistão, sistema no qual o material é plastificado no que possui a rosca e injetado no que possui o pistão.

Imagem: canhão duplo (com Pré-plastificador) da máquina injetora Tsong Chern utilizada para a injeção de pré-formas de PET.

Procurando:

 

Plástico Moderno, Canhão duplo (com pré-plastificador) da máquina injetora Tsong Chern utilizada para a injeção de pré-formas de PET

Canhão duplo (com pré-plastificador) da máquina injetora Tsong Chern utilizada para a injeção de pré-formas de PET

As principais características que as máquinas devem possuir para a injeção de PET são:

  • Capacidade de Injeção
  • Força de fechamento

CAPACIDADE DE INJEÇÃO 

Essa característica é de suma importância quando se trata da injeção de PET, pois se a máquina não for bem dimensionada em relação ao volume de material injetado e a quantidade de pré-formas ou o peso do produto, a resina PET poderá ter um tempo de residência elevado no cilindro de plastificação, onde ocorrerá a degradação.

Outro problema encontrado no processamento do PET diz respeito à Hidrólise, que é uma reação química que envolve a quebra de ligações da cadeia principal, provocando perda de viscosidade. Essa reação não ocorre somente por causa das altas temperaturas, mas também pela ação da água, oxigênio e esforços mecânicos.

FORÇA DE FECHAMENTO 

A pressão de injeção também é fundamental para que o técnico possa estabelecer parâmetros de regulagem para calcular e determinar a força de fechamento necessária para injeção dos produtos.

Um cálculo bastante simples, utilizado na prática para determinar a força de fechamento, seria feito com a área total projetada de moldagem multiplicada pela pressão específica do material.

Existem fórmulas muito mais completas e complexas com as quais conseguimos chegar mais próximo aos valores reais de força de fechamento, porém, elas envolvem fluxo de material, fluidez da resina, geometrias do molde, etc..

Caso o técnico não tenha a menor noção sobre a força mínima necessária para manter o molde fechado durante a injeção, poderá gerar peças com rebarbas e não conseguirá resolver o problema.

Em relação à força máxima de fechamento determinada ao molde, caso opere além do limite, poderá esmagá-lo com sérias consequências posteriores.

Muitos são os problemas encontrados na transformação e injeção do PET.

Entre os principais, podemos citar:

  • Peso da pré-forma: o peso da pré-forma é pré-definido de acordo com a cavidade do molde (espessura entre o macho e a fêmea), porém, isso varia e existem tolerâncias. Por isso, ele deverá ser definido no processo através da pressão de injeção e recalque, exigindo acompanhamento rigoroso e criterioso, pois as pré-formas são comercializadas pelo seu peso em grama e qualquer alteração, por menor que seja, prejudicará o sopro subsequente e, caso seja maior, provocará prejuízos pelo aumento no custo do produto.
  • Empenamento: esse efeito está relacionado diretamente com a refrigeração do molde, tempo de ciclo, resfriamento, tempo e pressão de injeção e até mesmo com deslocamento de machos do molde.
  • Cristalização: O PET, ao ser injetado no molde, é um material que no estado fundido se encontra amorfo, porém, ao ser introduzido na cavidade, cuja temperatura está em torno de 10°C, deverá permanecer transparente. No caso de haver problemas de refrigeração, a pré-forma iniciará o processo de cristalização em algumas de suas partes, prejudicando o processo posterior de sopro, finalidade para a qual não são comercializadas.
Plástico Moderno, Tubete usado como exemplo de cristalização do PET nas aulas do curso de Materiais Plásticos da Escola LF
Tubete usado como exemplo de cristalização do PET nas aulas do curso de Materiais Plásticos da Escola LF

As temperaturas do molde e da resina durante a transformação, são determinadas com pouca tolerância para alterá-las.

Muitas vezes se imagina que reduzindo a temperatura do molde o fator transparência será mais predominante, mas não é essa a realidade, pois o produto poderá aumentar o seu grau de tensionamento, devido à dificuldade de fluxo, exigindo aumento da pressão de injeção.

Aumentando-se a temperatura do material, acredita-se que seria possível diminuir esse problema, porém, também ocorrerá cristalização, pois a transparência decorre da velocidade com que a sua estrutura para de se movimentar, mantendo-o no estado amorfo. O ideal, portanto, é um controle rígido na temperatura do molde, do cilindro, câmara quente e nos parâmetros referentes à pressão e recalque.

Dependendo do processo aplicado, caso seja um de dois estágios (tema da próxima coluna), a cristalização poderá ocorrer no forno.

Quando nos referimos à injeção de pré-formas, podemos considerar o recalque como outro recurso existente nas injetoras e como um item muito importante para a regulagem da máquina.

As pré-formas devem ter compactação ideal para não gerar tensões residuais que prejudicam a qualidade e a formação das mesma durante a injeção.

Algumas empresas utilizam um equipamento chamado Polariscópio que serve para analisar o grau de tensionamento de um produto amorfo.

Equipamento da Escola LF utilizado nos cursos de Materiais Plásticos, Sopro e Injeção para demonstrar tensionamento nas pré-formas.

Plástico Moderno, Equipamento da Escola LF utilizado nos cursos de Materiais Plásticos, Sopro e Injeção para demonstrar tensionamento nas pré-formas
Equipamento da Escola LF utilizado nos cursos de Materiais Plásticos, Sopro e Injeção para demonstrar tensionamento nas pré-formas

 

Com isso, podemos concluir que o PET é uma resina um pouco mais complexa que os outros materiais de engenharia, tendo em vista que cada um possui suas particularidades, mas ao se processar esse polímero, os equipamentos periféricos devem ser dedicados, específicos, de alta performance e de qualidade, porque serão exigidos com relação à transformação da resina (desumidificadores, chillers, dosadores, etc) e também para averiguação da qualidade do produto.

Para o processamento e injeção de PET, os tipos de máquinas mais indicados são as máquinas injetoras convencionais e as que injetam e sopram garrafas ou frascos no mesmo equipamento.

Outras:

 

Plástico Moderno, Alexandre Farhan
Alexandre Farhan

 

Texto: Alexandre Farhan é administrador de empresas e técnico em plásticos pelo Senai-SP, com 30 anos de atuação no setor.

Atualmente, é diretor da Escola LF, especializada na formação de profissionais para a indústria de transformação plástica pelos processos de injeção, sopro e extrusão.

www.escolalf.com.br

alexandre@escolalf.com.br 

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Botão Voltar ao topo

Adblock detectado

Por favor, considere apoiar-nos, desativando o seu bloqueador de anúncios