Diseño y construcción de un equipo para la producción de microfibras a través de la técnica de Melt Electrospinning mediante un extrusor de husillo

Abstract

Las investigaciones para la obtención de fibras poliméricas han ido evolucionando, logrando diversas aplicaciones en el campo farmacéutico, energético e industrial. Electrospinning o electrohilado es el método convencional de producción de fibras poliméricas, este requiere la preparación de una solución con aditivos, el solvente permite la solidificación de la fibra al evaporarse, emitiendo en ocasiones gases nocivos para la salud y el medio ambiente. Por esta razón, otros métodos de electrohilado emplean polímero fundido, esta técnica se conoce como melt electrospinning. El presente trabajo muestra el diseño y construcción de un equipo para la obtención de microfibras poliméricas (polipropileno) mediante un extrusor de husillo, a través de melt electrospinning. En el desarrollo del tema, se presenta el diseño e implementación del husillo que transporta los pellets de polipropileno hacia el capilar, para la fundición del polímero se implementa un control de temperatura que permite alcanzar la temperatura de trabajo del material. La salida del material por el capilar se realiza con caudales en escala de [uL/min]. Las variables del proceso son monitoreadas y controladas mediante una interfaz de usuario (HMI). Finalmente, el equipo trabaja hasta 300 [°C] y es capaz de variar el caudal de salida desde 8 [uL/min] hasta 1 [mL/min]. Como resultado de las pruebas de funcionamiento, las fibras obtenidas de polipropileno isotáctico presenta un diámetro mínimo de 22 [um] y las fibras de polipropileno atáctico de 36 [um].