Diseño, construcción e implementación de un control de temperatura y extrusor de termopolímeros para la obtención de microfibras a través del proceso de Melt-Electrospinning

Abstract

El presente trabajo de titulación muestra la realización del diseño, construcción e implementación de un extrusor y control de temperatura de termopolímeros, para la obtención de microfibras a través del proceso de Melt-electrospinning. El melt-electrospinning es una técnica que permite generar microfibras de forma continua, empleando fuerza electrostática, a partir de la fusión de polímeros en estado sólido sin la necesidad de emplear disolventes químicos. El diseño del sistema inicia con la selección de la configuración del extrusor, tomando en cuenta las especificaciones requeridas, tales como: volumen admitido de alimentación, presión, resistencia a elevadas temperaturas, conductividad eléctrica y resistencia a factores químicos. Para este proceso se seleccionaron tres tipos de termopolímeros: polipropileno atáctico (APP), polipropileno isotáctico (IPP) y polietileno de baja densidad (LDPE); mismos que son sometidos a un proceso de fundición mediante la realización de un control de temperatura; considerando la selección del sensor, el dimensionamiento del actuador y el diseño electrónico del circuito de potencia. Adicionalmente, se diseña una interfaz que permite controlar y monitorear el sistema en base a los parámetros de temperatura correspondientes a cada termopolímero. Finalmente, se realiza la caracterización de las fibras obtenidas con el proceso implementado; las fibras de APP presentan un diámetro entre 13.35 a 11.94 [µm]; con IPP las fibras presentan diámetros de 17.85 a 12.53 [µm]; el LDPE presenta diámetros de 13.23 a 10.31 [µm].