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Entre os produtos plásticos modernos, os filmes plásticos são amplamente utilizados nas embalagens alimentícias, embalagens industriais, filmes de cobertura agrícola, materiais médicos e outros campos. Existem diversas formas de fabricar filmes plásticos, dentre as quais a moldagem por sopro é um processo importante e amplamente utilizado, sendo comum na produção de produtos de filme termoplástico, como polietileno (PE) e polipropileno (PP). Assim, como funciona o processo de blown film? Quais são as características do seu fluxo de processo, da estrutura dos equipamentos e dos parâmetros de controle? Este artigo irá analisar sistematicamente o princípio de funcionamento e o processo técnico do blown film para você.
1. O que é Filme de Extrusão Soprada ?
O filme soprado é um filme plástico que é alongado e moldado tanto na direção longitudinal quanto na transversal mediante o aquecimento e extrusão de plásticos termoplásticos fundidos na forma de um tubo, seguido do resfriamento e estiramento enquanto se infla o centro. O filme soprado geralmente possui boas propriedades mecânicas, boa selabilidade térmica e durabilidade, sendo um dos métodos mais comuns de produção de filmes.
2. princípio de funcionamento
O núcleo do processo de filme soprado é o ciclo contínuo de extrusão-sopro-resfriamento-tração-enrolamento, dependendo do controle preciso dos equipamentos e do comportamento termoplástico das matérias-primas.
Em resumo, seu princípio básico de funcionamento é o seguinte:
- As matérias-primas plásticas (como grãos de PE) são aquecidas e fundidas através de uma extrusora;
- O plástico fundido é extrudado através da cabeça de moldagem, formando um tubo fundido inicial;
- Ar comprimido é injetado no interior do tubo fundido inicial para soprá-lo e formar uma bolha de filme;
- Ao mesmo tempo, um anel de ar é utilizado para resfriar externamente e solidificar a bolha do filme;
- A bolha de filme é esticada, achatada e enrolada através do rolo de tração.
- Esse processo não apenas consegue a moldagem, mas também controla simultaneamente a espessura, largura, transparência e propriedades mecânicas do filme.
3. Mecânica do Processo de Extrusão de Filme Soprado
3.1 Fusão de Polímeros para Formação do Filme
Pelotas de polímero entram no cilindro do extrusor, onde parafusos rotativos e aquecedores do cilindro liquefazem resinas termoplásticas a 160-260°C. Manter gradientes de temperatura dentro de ±5°C garante a integridade molecular em materiais como polietileno, polipropileno ou nylon.
3.2 Criação da Bolha por Inflação com Ar
A injeção de ar através da abertura central do molde transforma o tubo de polímero em uma bolha controlada. Anéis de ar estrategicamente posicionados resfriam a estrutura, enquanto a pressão interna ajusta o diâmetro da bolha, determinando as propriedades do filme em estruturas com até 40 camadas.
3.3 Dinâmica do Fluxo de Material no Duto
Distribuidores com mandril espiral equilibram a velocidade do fluxo de polímero ao longo da circunferência de 360° do molde, prevenindo linhas de solda e variações de espessura (tolerância ±5%). Geometrias modernas de molde são otimizadas usando dinâmica dos fluidos computacional para resinas como LLDPE.
3.4 Parâmetros de Controle do Processo
| Variável | Intervalo de Impacto |
|---|---|
| Temperatura de Fusão | 160-260°C dependente da resina |
| Pressão de Extrusão | 100-350 bar |
| Relação de Expansão | 2:1 a 4:1 |
| Altura da Linha de Congelamento | 5-30x diâmetro do bico |
Sistemas de feedback automatizados ajustam as taxas de extrusão com precisão de 0,2% para manter a estabilidade da bolha durante as mudanças de produção.
4. Princípios de Projeto dos Sistemas de Anel de Ar
Os anéis de ar proporcionam o resfriamento externo primário por meio de fluxo de ar direcionado com precisão. Sistemas modernos incorporam múltiplas câmaras que gerenciam a estratificação térmica, mantendo um resfriamento superficial consistente, essencial para a produção em alta velocidade.
4.1 Mecanismos de Resfriamento Interno da Bolha
Sistemas de refrigeração interna por bolha (IBC) circulam ar frio através do núcleo da bolha, dobrando a eficiência de remoção de calor. Isso permite velocidades de extrusão superiores a 30% em comparação com configurações convencionais, ao mesmo tempo que reduz o consumo de energia.
4.2 Métodos de Controle de Cristalização
Filmes de polietileno requerem taxas de resfriamento acima de 40°C/min para limitar o crescimento cristalino abaixo de 15µm. Em estruturas co-extrudadas, zonas de resfriamento diferenciadas gerenciam o desenvolvimento cristalino específico de cada camada.
4.3 Alcançando Espessura Uniforme
Desvios de temperatura superiores a 5°C criam variação de calibre acima de 8%. O monitoramento em tempo real por infravermelho, combinado com atuadores automáticos do anel de ar, mantém a tolerância de espessura dentro dos padrões da indústria de ±3%.
5. Aplicações Industriais
5.1 Inovações em Embalagens
Filmes de extrusão soprada dominam a embalagem flexível devido ao seu desempenho versátil. Aplicações em embalagens alimentícias aproveitam suas propriedades superiores de barreira, enquanto embalagens médicas utilizam filmes esterilizáveis para bolsas de soro e envoltórios de instrumentos cirúrgicos.
5.2 Usos Agrícolas e Industriais
A agricultura depende de filmes soprados especializados, como coberturas para estufas e mulch com estabilização UV. Aplicações industriais incluem barreiras contra vapor para construção civil e sacos resistentes para proteção no transporte.
Perguntas Frequentes
1. O que é filme de sopro?
A extrusão de filme soprado é um processo que envolve derreter resina polimérica e extrudá-la através de um molde circular para formar um filme tubular contínuo, que é então inflado em uma bolha com ar.
2. Quais materiais são comumente utilizados no filme de sopro?
Materiais comuns incluem Polietileno (PE), Polipropileno (PP) e PVC, cada um oferecendo propriedades diferentes adequadas para várias aplicações.
3. Quais são algumas aplicações do filme de sopro?
As aplicações abrangem desde embalagens flexíveis, filmes agrícolas, até revestimentos industriais e embalagens médicas.
4. Quais são as vantagens de usar filme de sopro em comparação com o filme de extrusão por vazamento?
Filmes soprados geralmente oferecem resistência à tração e resistência à perfuração superiores, enquanto os filmes castanhos são conhecidos por maior clareza e eficiência de produção.
