Evolution of morphology and of chemical conversion along the screw in a corotating twin-screw extruder

Abstract

ABSTRACT:A new sampling device is used to perform near-real-time investigations of physical and chemical processes occurring inside a laboratory twin-screw extruder. Polyamide-6 -ethylene propylene rubber (PA-6 -EPM) blending and styrene-maleic anhydride (SMA) imidation experiments are reported in terms of morphology development and evolution of the chemical conversion along the extruder, respectively. Comparison of the results obtained using this new technique with those of classical screwpulling experiments evidenced the potential erroneous conclusions than can be drawn from the latter.

Evolução da morfologia de fases de blendas PA6/AES em extrusora de dupla rosca e moldagem por injeção

“…Com a adição dos compatibilizantes ao sistema, é esperado que os grupos anidrido maleico (MA) do copolímero MMA-MA e os grupos epóxi (GMA) do copolímero MMA-GMA possam reagir durante o processamento com os grupos finais da poliamida-6 [3,11,13,14,[17][18][19][20] e o segmento de cadeia metacrilato de metila (MMA) destes copolímeros apresentem miscibilidade com a fase SAN do AES [21] .…”

“…Este fenômeno pode estar relacionado a capacidade da matriz da extrusora em proporcionar a ruptura das partículas devido à tensão elongacional desenvolvida na entrada da matriz. Várias investigações têm sido feitas para monitorar a evolução da morfologia de fases durante a extrusão [8][9][10][11][12][13][14][15][16][17] e em geral têm-se observado uma redução contí-nua no tamanho das partículas ao longo da extrusora para blendas não compatibilizadas, o que é atribuído à ação de elementos de mistura [11] . Entretanto, observou-se também aumento no tamanho das partículas durante o processamento por extrusão usando perfis de rosca com a presença de elementos de mistura [8] .…”

“…); composição das blendas; compatibilização (tipo, concentração, peso molecular dos grupos funcionais); intensidade de mistura (tipo de extrusora, configuração da rosca, condições de processamento, etc.). Portanto, é de extrema importância a compreensão da evolução da morfologia de fases das blendas durante o processamento e sua correlação com as condições de processamento utilizadas [7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17] .…”

“…Uma das razões para esta situação reside na dificuldade de coleta de amostras durante o processamento, o que vem sendo estudado e melhorado recentemente por alguns pesquisadores. O principal objetivo é produzir informações em tempo real, as quais poderão ser utilizadas para melhorar a eficiência dos processos químicos e/ou físicos, o projeto de equipamentos, e a capacidade de controle on-line dos processos [14] .…”

“…Em um trabalho recente, foi desenvolvido um dispositivo para coleta de amostras em menos de 5 s [14] . Este dispositivo pode ser inserido entre os segmentos do barril da extrusora, possibilitando a obtenção de amostras em espaços relativamente pequenos ao longo do comprimento da extrusora.…”