Treinamento de processos operadores revisado

1Security Classification
Processamento
de
Termoplásticos
de
Engenharia
Teorema dos Polímeros
Preparado por : Jucerlei Moreira Lima

POLÍMEROS
FAMÍLIA DOS POLÍMEROS
NATURAIS SINTÉTICOS
PROTEÍNAS GOMASPOLISSACARIDEOS PLÁSTICOS FIBRAS ELASTÔMEROS

POLÍMEROS SINTÉTICOS

Polímeros: São compostos químicos formados
por muitos monômeros (moléculas pequenas)
que formam longas cadeias contendo unidades
estruturais repetidas.

Monômero : È uma pequena molécula que
pode se ligar em outros monômeros, formando
uma molécula maior denominada Polímeros.
Mono : Palavra que veio do grego, e que
significa ´´Um``.
Mero : Significa ´´Parte``

CLASSIFICAÇÃO DOS POLIMEROS
Classificação quanto ao tipo de estrutura química
Existem três classificações dos polímeros em função de sua estrutura química:
Homopolímeros: É o polímero constituído por apenas um tipo de unidade estrutural
repetida.
Ex: Polietileno, Poliestireno e Poliacrilonitrila.
Se considerarmos A como mero presente em um homopolímero, sua estrutura será:
~A-A-A-A-A-A-A-A-A~
Copolímeros – É o polímero formado por dois ou mais tipos de meros.
Supondo que A e B sejam os meros de um copolímero, podemos subdividir os copolímeros em::
Copolímero alternado – A polimerização de dois monômeros que dá um polímero com o padrão
alternado é chamado :
~A-B-A-B-A-B-A-B-A~
OU
OU

Copolímero aleatório - Polimerização com uma sequência de meros estão que dispostos
de forma desordenada na cadeia do polímero.
~A-B-A-A-B-A-B-B-B-A-B-A-A~
Copolímero em bloco - A polimerização alterna entre blocos do primeiro monômero e do segundo
monômero (por sequências de meros iguais) de comprimentos variáveis.
~A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B~
Copolímero grafitizado (enxertado) - Um copolímero grafitizado é o resultado de
combinar um polímero sobre outro. A cadeia principal é formada por um tipo de unidade
repetida, enquanto o outro mero forma a cadeia lateral (enxertada).
~A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A
B
B
B
B
B
B
B
B
B

MACROMOLÉCULA
ESTRUTURA NO ESTADO SÓLIDO
Plásticos Amorfo: São aqueles que possuem uma estrutura tipicamente desordenada.
São materiais frágeis, que podem se deformar facilmente. Tensões internas podem causar
ruptura repentinas, mesmo sem a aplicação de forças externas.
Propriedades típicas: - Estabilidade dimensional; baixa contração de moldagem; ótima
resistência a fluência (fadiga )
Ex.: ABS, PS, PC, PMMA, SAN
Aplicações: Telefones, decoração de interior de carros, proteções transparentes coberturas e
janelas, instrumentos, utensílios.
As moléculas estão orientadas aleatoriamente e estão entrelaçadas lembram um prato
de espaguete cozido.
Os polímeros amorfos são, geralmente, transparentes.

MACROMOLÉCULA
ESTRUTURA NO ESTADO SÓLIDO
Plásticos Cristalino: São aqueles que possuem em sua estrutura muitas regiões
ordenadas.
Reagem de maneira elástica a aplicação de forças ou cargas, retorna a condição original se
a força aplicada não exceder a um determinado valor.
• As moléculas exibem um empacotamento regular, ordenado, em determinadas regiões.
• Como pode ser esperado, este comportamento é mais comum polímeros lineares, devido
a sua estrutura regular.
• Devido às fortes interações intermoleculares, os polímeros semicristalinos são mais duros
e resistentes;
• Como as regiões cristalinas espalham a luz, estes polímeros são opacos.
Propriedades típicas: - Ótima resistência química; contração de moldagem alta; pós-
contração de moldagem( absorção de umidade, deformação, empenamento etc.); menor
viscosidade no estado fundido.
Ex.: PA, PP,PE, POM,PBT, PPA,
Aplicações: tanques de combustível, Jarros de leite e outros recipientes de fluidos,
engrenagens, componentes de maquinas.

AMORFO
• Cadeias emaranhadas
• Baixa Resistência Química
• Moderada resistência ao Calor
• Resistência ao Impacto
• Baixa contração
• Ampla faixa de Amolecimento
CRISTALINO (semi)
• Resistência Química
• Resistência ao Calor
• Sensibilidade ao entalhe
• Alta contração
• Resistência a Fadiga
• Resistência ao desgaste

Poliamida é um polimero composto por monômeros de amida
conectados por ligações peptídicas, podendo conter outros grupamentos.
Atualmente, a poliamida tem estreita relação com uma família de
polímeros denominados poliamídicos, e sua produção é feita a partir de
quatro elementos básicos, extraídos respectivamente: do petróleo, do
benzeno, do ar e da água (carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio).
Tais elementos são combinados por processos químicos especiais, dando
origem a compostos conhecidos como ácido adípico, caprolactama,
hexametilenodiamina e outros compostos, que por sua vez, sofrem
reações químicas, de forma a constituírem as macromoléculas que
formam a poliamida.

PBT
A policondensação do Ácido Tereftálico com o Butanodiol cria se a
blenda Polibutileno Tereftalato (PBT).
O poli(tereftalato de butileno) é um polímero semicristalino, com boas
propriedades mecânicas, dielétricas e de resistência a solventes. A alta
sensibilidade ao entalhe é a maior desvantagem do PBT, uma vez que
reduz sua resistência ao impacto.

O que isso quer dizer??

Que todas as resinas não são iguais!!!
TODO GRADE DE MATERIAL TEM SEU PRÓPRIO
PROCESSO E EXIGÊNCIAS PARA DESUMIDIFICAR E
INJETAR, EXTRUDAR.....
Isso quer dizer que NÃO podemos processar
diferentes resinas do mesmo jeito!!

Porque devemos secar
Termoplásticos de Engenharia?

Porque a maioria dos Termoplásticos de
Engenharia são:
HIGROSCÓPICOS

Hidrólise
A molécula do material se divide com a adição de água na presença de calor e
pressão.
H2O
H2O
H2O
H2O H2O

C O
O
C
O
OH
O
H
PERDA DE PROPRIEDADES DEVIDO A HIDRÓLISE
Considerando que as propriedades dos Polímeros dependem do seu alto peso
molecular, reduzindo este peso , encurtando as moléculas, estaremos reduzindo
também suas propriedades.

O material degrada, ou seja , a molécula divide -se pela aplicação de calor num
período estendido de tempo.
Secagem excessiva

A secagem excessiva pode gerar as seguintes perdas de propriedade:
• Mudança de cor
• Perda de propriedades na aplicação
• Variação de viscosidade ou fluidez durante o processamento
• Quebras das cadeias moleculares
• Perda de aditivos e lubrificantes por exudação
A secagem apropriada é um item muito importante
tanto no processo quanto no acabamento final !!!!

%
Tempo de secagem
•Condições de
secagem
•Quantidade de
umidade
•Eficiência dos
secadores
Prioridades para uma boa secagem:

0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
00 1 2 3 4 5 6 7
% Umidade
Horas
Reciclo
Virgem
NOTA: Matéria prima reciclada absorve muito mais umidade por exposição e
voce deve desumidifica-lo por um periodo maior!!!
Caso de dúvidas, medir a % de umidade conforme tabela para cada matéria prima..

Recomendações
Secagens apropriadas são requeridas para todos os
MATERIAIS DE ENGENHARIA
 Tenha certeza que o tamanho do silo de secagem está correto.
(peso de injeção x tempo de ciclo) x tempo de secagem = tamanho mínimo)
 Cheque a Temperatura dentro do silo de secagem.
Nota: É recomendável checar a temperatura nos PELLETS.
 Se está usando reciclado, aumente em pelo menos 1 a 2 horas o tempo recomendado
pelo fabricante, devido ao tamanho desuniforme.
 Tenha certeza que o Sistema de Desumidificação ( “contas” de cerâmica ou sílica ),
estão realmente eficientes.
 Abaixe a temperatura para 50º C caso não esteja utilizando o secador
 Adquira um analisador de umidade, ponto de orvalho e um pirômetro de contato (
temperatura ).

FILTRO
VEDAÇÃO
USE GRAMPOS, FILTRO
E VEDAÇÃO !
GRAMPOS
Ambiente
úmido
Ambiente
Seco
FALTA GRAMPOS, FILTRO
E VEDAÇÃO !

GRAMPOS
Manter o abastecimento do silo sempre acima do Chapéu Chinês, pois
abaixo o material não será desumidificado.
GRAMPOS
Chapéu Chinês
Nível abaixo
do chapéu
Não OK
Nível acima
do chapéu
OK

•Peso de Injeção x Tempo de Ciclo = Produção
20g Ciclo x 30 Seg. Ciclo = 60g por minuto ou
ou 3600 g / hora
•Produção x Tempo de Secagem = Tamanho do Silo
3600 g / hora x 4 horas = 14,400 kgs ( Silo )
O Tamanho do Silo deve ser suficiente para prover
adequado tempo de residência para secagem do material
( recomendado pelo fabricante ).

• O material “ESPUMA” ou “INCHA” durante a purga
• O material escorre excessivamente pelo bico
• Aumento ou variação da fluidez do material
• Espirros prateados na direção do fluxo
• Espirros em partes finas da peça
Sinais de uma secagem pobre
• Peças apresentam-se geralmente quebradiças

• Espirros prateados na direção do fluxo

• Bolhas geradas por umidade

Perguntas?
Matéria Prima com umidade

Limpeza do Equipamento
SET UP de MATÉRIA PRIMA
Limpeza
do
Equipamento

Fazer limpeza com ar
cumprimido no Alimentador
e todos os componentes nele
composto ( mangueiras,
filtros, vedações, etc ),
eliminando contaminações
de outros materiais (
Polimeros diferentes ) que
possam inteferir no
processo.

cumprimido no Silo,
possam inteferir no
processo.

cumprimido no Filtro de ar
da saída do material,
possam inteferir no
processo.

Ligar o motor de sucção e
fazer limpeza com ar
cumprimido na saída do
material ( região de encaixe
da mangueira), eliminando
contaminações de outros
materiais ( Polimeros
diferentes ) que possam
inteferir no processo.

cumprimido no Receptor e
todos os componentes nele
composto ( mangueiras,
filtros, vedações, etc ),
possam inteferir no
processo.

cumprimido no dosador de
master, eliminando

cumprimido na valvula
proporcional, eliminando

cumprimido na Filtro de ar
da bomba alimentadora,
possam inteferir no
processo.

Fazer limpeza ( TPM )
com ar cumprimido no
Filtro de ar quente do
desumidificador,
possam inteferir no
processo.

Fazer limpeza ( TPM )
com ar cumprimido nos
Filtros de ar de processo e
refrigeração, eliminando
mal funcionamento do
equipamento quanto a
temperatura correta para
desumidificação.

Funcionamento de uma câmara quente
Impurezas de outros
materiais ( polímeros )
podem interferir no fluxo da
câmara quente, ocorrendo
um desbalanceamento entre
as cavidades.

Funcionamento de uma câmara quente
Molde com Câmara quente,
nunca deve desubstruir o
bico injetor com inserção de
ferro ou arame quente, pois
danifica o torpedo existente
na ponta do bico.
Função do Torpedo: Direcionamento do fluxo de injeção, e auxilio no
rompimento do canal, evitando que ocorra vazamento do material sobre a
cavidade do molde. Esse tipo de bico foi desenvolvido principalmente para
peças com injeção direta, sem galho (canal).

O que acontece quando a limpeza não é feita
corretamente?
Nota: A maioria das peças contaminadas ou com manchas, são
ocasionadas por falta de limpeza correta nos desumidificadores
e acessórios.

corretamente?
Nota: Material contaminado provoca alta fluídez durante o
preenchimento das cavidades, provocando niveis de rebarbas
nas peças com regiões mais sensíveis ( área saída de gás ).

corretamente?
Nota: Material contaminado deixa a peça quebradiça, a peça
fica esfoliante.

corretamente?
Nota: Material contaminado provoca queima de gás, gases
gerados por combinações quimicas entre os dois materiais.

corretamente?
Nota: Material contaminado provoca queima dentro do cilindro ou
câmara quente, provocado pelo material que não suporta a alta
temperatura, vindo a manchar e comprometer a peça injetada.

Desumidificadores
Mal uso do Equipamento
e
Falta de Manutenções
Prevenção

Desumidificador
Presilha
deformada e
aba da porta
amassada.
Falta de Presilhas
no mesmo
desumidificador

Desumidificador sem vedação
Falta de vedação na
porta, permitindo
entrada de ar
úmido.

Desumidificador com magueira furada
Mangueira de ar
quente furada
Falta de Presilha
na porta do
desumidificador

O que acontece com os Parâmetros de
processos quando o desumidificador é
danificado e não desumidifica a matéria prima?
Cai a pressão de injeção
Variação no colchão
Variação no tempo de ciclo
Variação no tempo de dosagem
Obs: Isso faz com que os parâmetros de processos desestabilize, e
as peças produzidas não tenham uma boa qualidade, com grandes
possibilidades de falhas de injeção, rebarbas, etc

O que acontece com as peças ?
Rebarbas por causa da alta fluidez do material úmido
Queima de gás por causa da umidade
Manchas prateadas por causa da umidade
Quebras por degradação causada pela umidade
Bolhas causadas pela umidade

Perguntas?

Como definir um processo

Otimização do tempo de extração

Otimização do Fechamento do molde

Nota: Uma vez determinado o fechamento, não se deve aumentar a força para
eliminação de rebarbas. Investigue o porque, pois pode ser sujeiras na face ou
gavetas. Caso aumente a força de fechamento, pode estar estrangulando a
saída de gás da face do molde.

Verifique o sistema de refrigeração do molde, colocando a mão em todas as mangueiras
para identificar o calor da temperatura. Mangueira fria, sinal de que a refrigeração não
está circulando. Em caso de manyfold, sangre a mangueira (retirando-a do molde e
deixando a água circular, retirando o ar que comprimia o local).

Durante a produção corrente, faça limpeza na face do molde /
gavetas, lubrifique as colunas / gavetas!
LIMPEZA PARTE
FRONTAL DAS
GAVETAS E LADO
MÓVEL DO MOLDE
LIMPEZA PARTE
FIXA DO MOLDE

LUBRIFICAR AS
COLUNAS,
CUNHAS E
GUIAS DE
GAVETAS DA
PARTE FIXA.

LIMPEZA ENTRE O
FECHAMENTO E
LUBRIFICAÇÂO
DAS GUIAS DAS
GAVETAS PARTE
MOVÈL.

LIMPEZA PARTE
FRONTAL DAS
GAVETAS E MÓVEL
DO MOLDE
LIMPEZA PARTE
FIXA DO MOLDE
LUBRIFICAR
AS COLUNAS,
CUNHAS E
GUIAS DE
GAVETAS.
LIMPEZA ENTRE O
FECHAMENTO DAS
GAVETAS

Como definir um processo
Otimização da
unidade de injeção!

Unidade de injeção
Funcionamento do fuso ( Zona do Funil)
É uma região que não possui aquecimento, pelo contrário, deve obter
refrigeração constantemente nesta zona entre uma temperatura de
40°C á 60°C, pois uma temperatura alta nesta zona pode interferir na
elevação do material sólido até a zona de alimentação, dificultando a
dosagem e obtendo variação no tempo de dosagem.

Funcionamento do fuso ( Zona de Alimentação)
Geralmente é curta aproximadamente 5 filetes, tem por finalidade,
transportar grânulos sólidos para a próxima região, portanto, a
temperatura do cilindro desta zona deve ser a menor temperatura
especificada pelo fabricante de matéria prima.

Preparado por : Jucerlei M Lima
Funcionamento do fuso ( Zona de Transição)
Conhecida também como zona de compressão, é a maior parte da rosca,
geralmente 11 filetes é a zona onde se inicia a plastificação devido ao aumento
constante do diâmetro do seu núcleo, que fará comprimir e cisalhar o material
plástico nesta região, o material já está praticamente fundido. Esta região é
responsável por 70% do calor gerado para plastificar o material, portanto, cuidado
com o aumento da rotação da rosca, pois pode comprometer as propriedades
mecanicas do material ( siga Data sheet do fornecedor).

Funcionamento do fuso ( Zona de Homogeneização)
É a região final da rosca geralmente com 4 filetes, com profundidade
rasa e diâmetro do núcleo constante e nesta zona a plastificação é
completa e o material atinge a sua máxima homogeneização,
principalmente quando utilizamos master para dar cor ao produto.

Anel de bloqueio
Funcionamento do Anel de bloqueio
O seu desgaste promove variação no colchão, deixando com que o
material injetado retorne, possibilitando obter peças com falhas de
injeção, dimensional menor e em caso de material que contém fibras
de vidro, a peça apresenta afloramento dessa fibra, deixando a peça
com um aspecto fosco.

Otimização da unidade de injeção
Definir a metodologia
da injeção

Obs: O desbalanceamento entre cavidades provoca compactações diferentes entre cavidades
de uma mesma injetada, vindo a interferir na porosidade de cada peça, e assim dando
divergencias de cor entre elas.

Como identificar problemas no molde durante a produção?

Preenchimento do formulário de balanceamento das cavidades
Nota: Realizar essa operação em todo inicio de set up. Caso este
desbalanceado, Acionar o grupo para definir se vai liberar o molde
para ferramentaria antes da produção ou depois.

Quando um processo começa a ter variação de
parâmetros na máquina, o que devemos fazer?
1- Ajustar os parâmetros que estão variando?
2- Ajustar somente a pagina de qualidade?
NADA

INVESTIGAÇÃO

Trabalhe somente na temperatura?
Pressão subiu – aumente a temperatura que a pressão cai.
Pressão caiu – diminua a temperatura que a pressão sobe.
Isso acontece por variação da viscosidade do material, uma hora
está seco demais outra hora está com um pouco de umidade por o
material não estar desumidificado corretamente.

FIM

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