Extrusión de PET libre de secado con control de viscosidad

En extrusión de PET, la viscosidad intrínsica del material (IV) y su preservación es una característica de calidad fundamental para el producto final.

Al procesar el PET en un extrusor, debe quitarse la humedad del material para evitar el proceso de hidrólisis que conduce al acortamiento de las cadenas del polímero y a la reducción de la viscosidad del material. Convencionalmente, el material se seca antes de procesarse en el extrusor. El material se seca en grandes recipientes hasta 8 horas y a temperaturas de alrededor de 160°C.

Al tratar con PET reciclado, especialmente escamas de botellas de PET, el volumen de humedad puede ser 1% o aun superior. El pre-secado determina el IV del producto final preponderantemente. La viscosidad de la fusión puede supervisarse con un viscosímetro en línea, pero el proceso de extrusión no puede controlarse para influir en el IV del producto final significativamente (a menos que se usen aditivos reforzando el IV).

Varios de las llamadas tecnologías de extrusión sin presecado ofrecen una alternativa al pre-secado. Este diseño procesa el PET de forma tal que la extracción de la humedad en la fase fundida evita que el proceso de hidrólisis afecte las moléculas de las cadenas largas obteniendo un equilibrio químico para que asegure la viscosidad necesaria. Con el extrusor MRS, los Pellets de PET amorfo o material reciclado puede procesarse sin pre-secado. Esto es posible, porque en el extrusor, la superficie del polímero se intercambia a una proporción sumamente alta bajo el vacío. La renovación del área de superficie constante y rápida asegura la extracción eficaz de humedad y otro volátiles.

El diseño básico del extrusor MRS es en base al mono tornillo, sin embargo con una sección de desgasificación especial. En esta área, el polímero entra en un tambor especial que gira con el tornillo principal. Este tambor contiene ocho barriles de extrusores pequeños, abiertos en el eje longitudinal que contienen los tornillos satélites. Estos tornillos se manejan por engranaje o y giran alrededor del tornillo principal y en la dirección opuesta. Esto afecta enormemente el tipo de intercambio del área de superficie del polímero. Los barriles en el tambor rotatorio están separados aproximadamente un 30% para que se logre la exposición óptima del polímero.

La gran y constante renovación de la superficie del polímero, que es unas 25 veces mayor que en el sistema de extracción del extrusor de doble tornillo, permite la obtención de una desvolatilisación incomparable a un vacío relativamente moderado. En contraste con otras tecnologías libres de pre secado, no es necesario aplicar un vacío profundo. Un vacío de entre 25 y 40 mbar es adecuado, incluso con un material de entrada con un nivel de humedad residual de 1% (10.000 ppm). Esto es una ventaja adicional de forma tal que puede ajustarse el nivel del vacío, por ejemplo para lograr una cierta viscosidad de la fusión.

De hecho, la extracción de volátiles es tan eficaz, que este tipo de extrusor tiene la aprobación de FDA sin restricción para que procese escamas de botellas de PET para productos finales aptos para contacto con alimento.

Viscosidad constante: óptima calidad en el producto final

En una línea de extrusión MRS, la viscosidad de la fusión puede medirse en tiempo real con el Viscosímetro En línea, VIS. Usando una precisa bomba, un pequeño flujo del polímero se bombea en la desviación a través de un capilar de precisión. La temperatura y la presión de la fusión es medido (en dos puntos) y usando el software del cálculo interior, el sistema obtiene el valor de corte representativo y la viscosidad.

Al procesar el PET reciclado con un nivel de humedad residual y calidad variable a la entrada, basado en esta medida de viscosidad de la fusión, es posible mantener la viscosidad de la fusión dentro de una banda de tolerancia estrecha cambiando el vacío en la sección de devolatilisación del extrusor MRS. Con un lazo de control del viscosímetro en línea VIS y la bomba del vacío, la viscosidad de la fusión y por consiguiente el IV del producto final pueden mantenerse al nivel requerido. Mientras otras tecnologías también ofrecen la medición de viscosidad en línea, la tecnología de extrusión MRS es la única tecnología para medir y efectivamente controlar el IV del producto final.