Quando si lavora con il PVC, sia nello stampaggio a iniezione che nell’estrusione, le viti e i cilindri di plastificazione devono avere caratteristiche specifiche per evitare problemi di degrado del materiale e garantire una lavorazione efficiente. Rispetto ad altri polimeri, il PVC richiede accorgimenti particolari a causa della sua sensibilità termica e della sua tendenza a rilasciare acido cloridrico (HCl) durante la lavorazione.
Le particolarità che devono avere le viti e i cilindri di plastificazione impiegati per il PVC, rispetto all’impiego con altri polimeri, sono:
- Resistenza alla corrosione: Il PVC è un materiale che può rilasciare acido cloridrico durante la lavorazione, il quale è corrosivo per i metalli. Pertanto, le viti e i cilindri devono essere realizzati con materiali resistenti alla corrosione, come acciai inossidabili speciali o leghe di nichel. Vengono anche utilizzati rivestimenti PVD, che aumentano notevolmente la durezza superficiale dei componenti.
- Resistenza all’abrasione: Il PVC può contenere cariche o rinforzi che possono essere abrasivi per le superfici delle viti e dei cilindri. È quindi importante che questi componenti siano realizzati con materiali resistenti all’abrasione, come acciai temprati o rivestimenti ceramici.
- Geometria specifica: La geometria delle viti e dei cilindri deve essere ottimizzata per la lavorazione del PVC. Questo include il profilo del filetto, il rapporto L/D (lunghezza/diametro) e la presenza di zone di miscelazione e compressione.
Geometria a compressione moderata
- Il PVC richiede un rapporto di compressione inferiore rispetto ad altri polimeri per evitare surriscaldamenti locali e degrado.
- Tipicamente, il rapporto di compressione è tra 1,5:1 e 2,5:1 per il PVC rigido, mentre può essere leggermente più alto per il PVC plastificato.
Profilo della vite specializzato
- La vite per PVC è solitamente a barriera o con zone di miscelazione ottimizzate per evitare il surriscaldamento e migliorare la fusione uniforme.
- Devono essere ridotti i tagli eccessivi nel materiale, che potrebbero innescare il degrado termico.
Evacuazione dell’aria e gestione del degasaggio
- La vite può includere zone di degasaggio per eliminare eventuali gas o vapori che si formano durante la fusione.
- Controllo della temperatura: Il PVC è un materiale termosensibile che può degradarsi se esposto a temperature troppo elevate. È quindi fondamentale che le viti e i cilindri siano dotati di un sistema di controllo della temperatura preciso e affidabile.
Oltre a queste particolarità, è importante anche considerare la velocità di rotazione delle viti, la pressione di iniezione o estrusione e altri parametri di processo specifici per il PVC.
Caratteristiche dei cilindri di plastificazione per PVC:
- Materiali altamente resistenti alla corrosione
- Come per le viti, i cilindri devono essere in acciaio inossidabile, bimetallici o con rivestimenti anticorrosione per resistere all’attacco dell’acido cloridrico.
- Controllo preciso della temperatura
- Il PVC ha una finestra di lavorazione molto stretta: temperature troppo alte causano il degrado, mentre temperature troppo basse impediscono una fusione uniforme.
- I cilindri devono avere zone di riscaldamento ben distribuite per un controllo ottimale della temperatura.
- Evacuazione dei gas
- Nei processi di estrusione, il cilindro può essere dotato di sistemi di degassaggio per rimuovere i vapori di HCl ed evitare difetti nel prodotto finale.
Trattamenti superficiali: Per migliorare ulteriormente la resistenza alla corrosione e all’abrasione, le viti e i cilindri possono essere sottoposti a trattamenti superficiali come la nitrurazione o il rivestimento con materiali duri come il carburo di tungsteno.
Differenze principali rispetto ad altri polimeri
| Caratteristica | PVC | Altri polimeri (PP, PE, PS, ABS, ecc.) |
| Rapporto di compressione | Basso (1,5:1 – 2,5:1) | Più alto (3:1 – 4:1 per polimeri standard) |
| Materiale della vite | Acciai inossidabili o rivestiti (anticorrosione) | Acciaio standard o nitrurato |
| Controllo temperatura | Molto preciso (per evitare degradazione) | Meno critico, maggiore tolleranza |
| Degasaggio | Necessario (per rimuovere HCl) | Non sempre richiesto |
| Geometria della vite | Specifica per evitare surriscaldamenti locali | Standard o ottimizzata per alta portata |
Conclusione
Le viti e i cilindri per la lavorazione del PVC devono essere progettati per minimizzare il degrado termico e la corrosione. A differenza di altri polimeri, il PVC richiede una vite con basso rapporto di compressione, materiali resistenti all’acido cloridrico e un controllo preciso della temperatura. Negli impianti di estrusione, la presenza di sistemi di degassaggio è fondamentale per garantire un processo stabile e prodotti finali privi di difetti.
