La coextrusión es el proceso de presionar dos o más materiales a través del mismo troquel para producir una sola pieza. Cuando se combinan varios plásticos, el resultado puede producir propiedades distintas de las de un solo material. Coextrusion ha abierto nuevas fronteras en la ingeniería de materiales y ha abordado varias necesidades de fabricación previamente difíciles.
La coextrusión de una banda de plástico radiopaco en un catéter, por ejemplo, mejora la calidad de los rayos X a medida que el catéter se mueve a través de una vena sin comprometer la efectividad del catéter en sí. La coextrusión también puede reducir los costos al usar chatarra reciclada y reacondicionada dentro de material virgen para barandillas, vallas y otras aplicaciones. El proceso se puede ver en proyectos tan diversos como tubos y componentes estructurales o contenedores de alimentos soplados por aire.
El proceso de coextrusión
En la extrusión estándar, los gránulos de plástico sólido se alimentan por gravedad a un mecanismo de formación, donde los tornillos de compresión encamisados se funden y alimentan los materiales en un troquel. Por el contrario, la coextrusión implica múltiples extrusoras que forman partes en capas o encapsuladas. A veces se usan cinco o más materiales en un solo ciclo, con cada extrusora entregando la cantidad precisa de plástico fundido necesaria para la operación.
A diferencia de la mezcla de plástico común, cada plástico individual conserva sus propiedades originales, pero se combina en una parte de material compuesto. Si se mezcla antes de la extrusión, las características de los materiales individuales pueden alterarse, pero el resultado final es un producto homogéneo.
No todos los plásticos son adecuados para la coextrusión porque algunos polímeros no se adhieren a otros, aunque la introducción de una capa intermedia conductora a menudo puede resolver este problema. Los plásticos con temperaturas de fusión drásticamente diferentes tampoco son adecuados para el proceso, ya que la degradación se producirá en el material de menor punto de fusión. Finalmente, el PVC y los acetales nunca se deben coextruir juntos debido a las reacciones potencialmente violentas que pueden ocurrir cuando se unen.
Tubos coextruidos
La paja para beber multicolor es un buen ejemplo de las características de diseño de la tubería coextruida. La tubería con rayas también sirve para muchos propósitos en el campo médico, en el que las rayas y los colores pueden denotar diferentes sustancias químicas. La coextrusión puede producir tubos endurecidos internamente a través de los cuales se puede pasar un cable al mismo tiempo que se conserva la flexibilidad del tubo. Otros tubos se benefician de un revestimiento de alto rendimiento impermeable a los corrosivos, o un recubrimiento económico para agregar volumen y estabilidad. Además, los cables de fibra óptica de plástico se componen de un cable coextruido y una chaqueta.
Unidades estructurales coextruidas
El plástico a veces se usa como sustituto de la madera. Los fabricantes pueden crear cubiertas, muelles para botes, cercas y componentes dimensionales con "madera plástica", que tiene algunas ventajas sobre la madera natural. La coextrusión es un método rentable de fabricar muchos de estos materiales artificiales. Puede agregar dióxido de titanio, un material resistente a la intemperie, a plásticos estructurales exteriores o producir cubiertas con una capa interna de plástico reciclado.
Moldeo por soplado
En el moldeo por soplado, el plástico se extruye en tubos que se cortan a la medida y se forman parcialmente en moldes. El aire presurizado fuerza estas piezas a una cavidad que da forma al material en su forma final. Los productos moldeados por soplado, tales como botellas, se usan comúnmente en las industrias de alimentos y cosméticos. Para aumentar la vida útil de un producto, se coextruye una capa de barrera en el plástico para evitar que el recipiente pierda gases, aromas y humedad. Las cervecerías también usan plásticos coextruídos para productos de cerveza porque sus propiedades no porosas se acercan a las del vidrio y el aluminio.
La industria de la energía emplea la coextrusión para ayudar a cumplir con ciertos estándares de emisión. El etileno vinil alcohol (EVOH) se coextruye con varios polietilenos para producir tanques de combustible a prueba de vapor que cumplen con los requisitos ambientales. Sorprendentemente, EVOH es también un material de barrera multiuso utilizado en mayonesa, ketchup y biberones para bebés. Aunque aparece como grado alimenticio, generalmente está emparedado entre dos capas de sustrato. Los recipientes transparentes para vitaminas y productos farmacéuticos también se fabrican con EVOH coextruido.
Materiales de hoja
Los fabricantes coextruyen láminas de policarbonato y acrílico para formar barreras UV e infrarrojas que reflejan los rayos dañinos y permiten el paso de la luz visible. Estas láminas coextruidas son resistentes al deterioro por exposición a la luz y no se amarillean con el tiempo. Una película resistente a la abrasión también puede coextruirse sobre la superficie de la lámina para protegerla aún más de la erosión.
El futuro de la coextrusión
Aunque los productos plásticos compuestos ya han encontrado múltiples aplicaciones en las industrias médica, alimenticia y energética, la coextrusión continúa expandiendo su rango funcional. Dado que la efectividad de sus productos depende de la combinación de plásticos utilizados en el proceso, el descubrimiento de mezclas viables dará forma a las aplicaciones de coextrusión en el futuro.
