Diseño, Fabricación y Pruebas de Rendimiento de una Máquina de Extrusión-Pultrusión para la Producción de Pellets Termoplásticos Reforzados con Fibra
Autores: Budiyantoro, Cahyo; Rochardjo, Heru S. B.; Nugroho, Gesang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tuvo como objetivo desarrollar un sistema de extrusión y pultrusión para producir pellets de termoplástico rellenos de fibra de carbono. El extrusor entrega un fundido plástico a un dado de impregnación en un volumen suficiente y se extrae junto con las fibras. Las fibras pasan en una condición estirada lateralmente a través de pines de dispersión adjuntos en el charco de fundido, que luego pueden ser humedecidos de manera óptima. El efecto de humectación también se mejoró sumergiendo la fibra en una solución de agente de acoplamiento a una temperatura elevada antes de alimentarla al dado del extrusor. Para las pruebas de rendimiento de la máquina, se utilizó polipropileno como resina matriz con los siguientes parámetros: una velocidad de tornillo de 5 rpm, una temperatura del dado de 210 grados C y una velocidad de extracción de 56 mm/s. Se realizó la prueba de extracción para evaluar la resistencia al corte interfacial (IFSS) entre las fibras y la matriz. Se aplicó microscopía electrónica de barrido (SEM) para caracterizar la calidad de la impregnación de la fibra. SEM caracterizó un buen rendimiento de unión entre la fibra de carbono y la matriz. El IFSS promedio de los resultados indicó una buena resistencia de la unión fibra-matriz contra una fuerza de extracción. Se demostró que la combinación del sistema de extrusión-pultrusión puede producir filamentos de alta calidad como materia prima de pellets compuestos.
Descripción
Este estudio tuvo como objetivo desarrollar un sistema de extrusión y pultrusión para producir pellets de termoplástico rellenos de fibra de carbono. El extrusor entrega un fundido plástico a un dado de impregnación en un volumen suficiente y se extrae junto con las fibras. Las fibras pasan en una condición estirada lateralmente a través de pines de dispersión adjuntos en el charco de fundido, que luego pueden ser humedecidos de manera óptima. El efecto de humectación también se mejoró sumergiendo la fibra en una solución de agente de acoplamiento a una temperatura elevada antes de alimentarla al dado del extrusor. Para las pruebas de rendimiento de la máquina, se utilizó polipropileno como resina matriz con los siguientes parámetros: una velocidad de tornillo de 5 rpm, una temperatura del dado de 210 grados C y una velocidad de extracción de 56 mm/s. Se realizó la prueba de extracción para evaluar la resistencia al corte interfacial (IFSS) entre las fibras y la matriz. Se aplicó microscopía electrónica de barrido (SEM) para caracterizar la calidad de la impregnación de la fibra. SEM caracterizó un buen rendimiento de unión entre la fibra de carbono y la matriz. El IFSS promedio de los resultados indicó una buena resistencia de la unión fibra-matriz contra una fuerza de extracción. Se demostró que la combinación del sistema de extrusión-pultrusión puede producir filamentos de alta calidad como materia prima de pellets compuestos.