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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA INDUSTRIAL ACADEMIA DE QUÍMICA ORGÁNICA Y POLÍMEROS

PRÁCTICA 1 MÉTODO DE CALANDREO

Integrantes  Adame Alvarado Alex Iván  Merlo Elizondo Karla Cecilia  Moreno Salinas José Armando

Fecha de realización: 31 de enero de 2018 Fecha de entrega: 07 de febrero de 2018

CALANDREO  INTRODUCCIÓN El calandrado de termoplásticos es un proceso destinado a la operación continua de hojas o película de espesor uniforme mediante la operación de estrujado (“squeezing”) del material fundido entre un par de rodillos calefaccionados, tal como se ilustra en la figura 1.

Fig. 1 Calandrado de polímeros. El calandrado sirve para la fabricación de láminas partiendo de formas de plástico en bruto (termoplástico o elastómero) o bien por una cinta extruida, en cuyo caso la extrusora está dispuesta directamente en la alimentación de la calandria. El material se hace pasar por diferentes rodillos cilíndricos que reducen el espesor de las láminas. El tipo de producto que se obtiene consiste en una película de plástico de pequeño espesor. Alguno de los rodillos puede estar grabado para dar una textura a la hoja resultante. El espesor de la lámina está dado por la distancia existente entre dos rodillos. Con este proceso se producen láminas que se utilizan como materia prima para otros procesos secundarios, pero también productos como cortinas de baño, alfombras e impermeables. El calandrado es un proceso importante en las industrias del caucho, sobre todo en la fabricación de neumáticos, en el que se utiliza para la capa interna y la capa de tela. Los plásticos utilizados para el proceso de calandrado incluyen PVC, PE y PS.

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CILINDROS DE CALANDRIA.

Dependiendo de la lámina que se desea obtener los rodillos, su largo puede variar entre 2 y 4 metros. La calandrias consta de por lo general de 3 o 4 rodillos. Su disposición puede variar, pero la alimentación casi siempre se realiza por la parte superior. A continuación se muestran algunos acomodos de los rodillos:

Fig. 2 Tipos principales de calandria. Como ya se ha descrito, se hace una distinción sobre la base de la disposición de los rodillos y el tipo de alimentación de material entre los diferentes tipos de calandrado. En el procesamiento de PVC duro se utiliza principalmente la Lcalandra. Para el procesamiento suave de PVC, la forma de F es común, mientras que las telas de tela se calandran principalmente en la forma de Z.  VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TIPOS DE CALANDRIAS. Cuatro rodillos-I-calandria Dado que este tipo de calandrado está asociado con considerables desventajas en la alimentación, apenas se usa en la actualidad. Cuatro rodillos de calandria F Es muy adecuado para el mecanizado suave de PVC. Porque los vapores del plastificante suben sin tocar los rodillos y, por lo tanto, las películas. Porque en este diseño, el material de moldeo se suministra desde arriba. De cuatro rodillos L-calandria Aquí está la brecha para el pasaje de masas a continuación. Por lo tanto, puede alimentarse fácilmente de la manera más corta y fácil. Por lo tanto, se utiliza preferiblemente para el procesamiento de PVC duro. Esto queda contrarrestado por el problema que surge en los plásticos suaves de los vapores de PVC de los plastificantes a la película detrás de los rodillos superiores. Estos afectan negativamente la calidad de la película. Cuatro rollo Z-calandria Este diseño es el más conveniente para la incorporación de recubrimientos en telas de tela. El rango de espesor habitual para películas calandradas es entre 30 y 800 micrones. Sin embargo, los revestimientos para pisos (PVC, CV) también pueden ser producidos por calendarios especiales en espesores más grandes. Para la producción de películas a partir de u-PVC es generalmente el tipo L, mientras que para películas hechas de p-PVC generalmente se usa la forma F.

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CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO.

Mediante el calandrado se obtienen diferentes acabados superficiales: brillante, mate, difuminado, texturas. Esto dependerá del recubrimiento aplicado en el último cilindro caliente. Las instalaciones de calandrado son costosas. La puesta en marcha del proceso es de aproximadamente 10 horas, lo que sólo lo hace rentable para grandes volúmenes de producción. Este es un proceso generalmente aplicable a materiales de alta viscosidad (goma) y que se degradan fácilmente (deben estar poco tiempo a temperatura elevada), como por ejemplo el PVC.  PRODUCTOS OBTENIDOS MEDIANTE CALANDRADO. Las principales aplicaciones en materiales flexibles son:      

Lonas de camión Laminados "banners” (gigantografías impresas sobre láminas vinílicas) Laminados de toldos Sombrillas, cubiertas, cortinas de baño Laminados para la fabricación de bolsas de sangre y suero Geo-membranas (láminas de PVC o goma para recubrimiento e impedir contaminación, fosa séptica, rellenos sanitarios, etc.)  Impermeables  Balones  Llantas

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Se monta el equipo de calandrado, que consiste en dos rodillos montados, con una separación inicial de 2 espesores de hoja de papel molde.

Se limpia con estopa limpia una hoja de papel molde para evitar las impurezas, pero sin eliminar el brillo del papel.

A continuación, se coloca uno de los lados de la hoja de papel molde en los rodillos y enseguida se prosigue a colocar una cantidad suficiente de plastisol formulado previamente (PVC, DOP como plastificante y carga).

Se hace pasar la hoja junto con el plastisol a través de los rodillos, manteniendo una velocidad constante, logrando que el plastisol cobra completamente y de manera uniforma la hoja.

Posteriormente, se coloca la hoja con la película de plastisol en la estufa a 180 °C durante 1 minuto para el proceso de curado.

Concluido el tiempo se procede a revisar el polímero. Se toca con la yema de los dedos; si éste aun es de consistencia chiclosa, se deja en curado otros 30 segundos. Si ya es sólido completamente se retira de la estufa.

Se corta un trozo de manta de cielo con una superficie igual a la de la hoja molde, y se coloca sobre la hoja en los rodillos.

Se le coloca una cantidad suficiente de plastisol sobre la tela y se hace pasar a una velocidad constante asegurando que se cubra de manera uniforme.

Nuevamente se lleva a la estufa para el proceso de curado a 180°C durante 1 minuto y 30 segundos. (es importante evitar calentamiento excesivo, ya que sé que se pueden generar burbujas en el material que afecten su integridad.

Una vez que el material no presente textura chiclosa se saca del horno y se procede a separar el material del papel para su uso deseado.

OBSERVACIONES. El espesor de la película depende de la uniformidad con que se distribuya el plastificante sobre el papel, el espaciamiento entre los rodillos y de la velocidad a la cual se haga pasar el papel. Se observa que el tiempo de curado es primordial en la integridad del producto final ya que, si hay un calentamiento excesivo, en la superficie del material aparecerán pequeñas burbujas lo cual indica que el material se degrada.

CONCLUSIONES El proceso de calandrado se basa en el uso de rodillos para poder obtener una película de material y generalmente formar una hoja lisa de éste. En el caso del calandrado del laboratorio se concluye que el proceso debe de realizarse a una velocidad constante y controlada que nos proporcione la seguridad de una película uniforme. Las características del molde sobre el cual se lleva a cabo el proceso de calandrado influyen directamente en las características físicas del material como es específicamente su textura y brillo. El proceso posterior de curado influye en el nivel de entrecruzamiento del material. El entrecruzamiento está en función de la temperatura, sin embargo, este debe de calcularse de manera adecuada, ya que tiempos prolongados de calentamiento dan lugar a la degradación del material, y por el contrario un tiempo corto de calentamiento impide una correcta consistencia del material, evitando que este logre solidificarse y adquirir sus características elásticas y su resistencia mecánica.

REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFIA o

Calandrado. (2011, 14 octubre). Recuperado 5 febrero, http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/10/calandrado.html

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CHIOVETTA, M. G. C. (2013). PROCESAMIENTO DE POLIMEROS. Recuperado 5 febrero, 2019, de http://www.gp.santafe-conicet.gov.ar/cursos/a/a.21b.pdf

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Super User, N. A. (s.f.). Kalandrieren – Funktionsweise von einem Kalander. Recuperado 5 febrero, 2019, de http://www.maschinenbauwissen.de/skript3/werkstofftechnik/kunststoffe/421-kalander

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