MX2010010633A - Plasticos estructuralmente mejorados con refuerzos de relleno. - Google Patents

Abstract

Una composición que comprende un fluido, y un material dispersado en el fluido, el material constituido de partículas que tienen una superficie similar a una cuchilla afilada, las partículas que tienen una relación dimensional más grande que 0.7 para promover el mezclado de capa límite cinético en una zona de viscosidad no lineal. La composición puede además incluir un aditivo dispersado en el fluido. El fluido puede ser un material de termopolímero. Un método para extruir el fluido incluye alimentar el fluido en un extrusor, alimentar los aditivos en el extrusor, alimentar un material en el extrusor, pasar el material a través de una zona de mezclado en el extrusor para dispersar el material dentro del fluido, en donde el material migra a una capa límite del fluido para promover el mezclado cinético de los aditivos dentro del fluido, el mezclado cinético que toma lugar en una zona de viscosidad no lineal.

Description

PLÁSTICOS ESTRUCTURALMENTE MEJORADOS CON REFUERZOS DE RELLENO CAMPO DE LA INVENCIÓN Una composición para promover el mezclado cinético de aditivos dentro de una zona de viscosidad no lineal de un fluido tal como un material termoplástico .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un proceso de extrusión es uno de los métodos de fabricación mucho más económicos para producir materiales estructurales de ingeniería. Típicamente, un proceso de extrusión se utiliza para fabricar longitudes de miembros extruidos que tienen una sección transversal uniforme. La sección transversal de los miembros puede ser de varias formas simples tales como circular, anular o rectangular. La sección transversal de los miembros también puede ser muy compleja, incluyendo estructuras de soporte internas y/o que tienen una periferia irregular.

Típicamente, un proceso de extrusión utiliza compuestos de polímero termoplástico que se introducen en una tolva de alimentación. Los compuestos de polímero termoplástico pueden estar en forma de polvo, líquido, en cubos, en pelotillas y/o cualquiera de otra forma extruible. El polímero termoplástico puede ser virgen, reciclado o una mezcla de ambos. Un ejemplo de un extrusor típico se muestra en la FIG. 1.

La industria de plásticos ha utilizado rellenadores para disminuir los costos de la resina durante la fabricación. Los rellenadores típicos incluyen carbonato de calcio, talco, fibra de madera y una variedad de otros. Además de proporcionar ahorros en el costo, la adición de rellenadores a los plásticos reduce el coeficiente de expansión térmica, incrementa la resistencia mecánica y en algunos casos disminuye la densidad.

El carbonato de calcio y el talco no tienen resistencia estructural u orientación de fibra para mejorar la estabilidad estructural. El talco se une conjuntamente mediante fuerzas de Van der Waal débiles, que permiten al material adherirse una y otra vez cuando se aplica presión a su superficie. Aunque los resultados de prueba indican que el talco imparte una variedad de beneficios al polipropileno, por ejemplo más alta rigidez y estabilidad dimensional mejorada, el talco actúa similar a un micro rellenador con propiedades lubricantes.

El carbonato de calcio tiene propiedades similares, pero tiene un problema de absorción de agua, que limita su aplicación debido a la degradación ambiental. El talco evita este problema puesto que es hidrofóbico.

La fibra de madera adiciona algo de estabilidad dimensional debido a la interacción de las características de la fibra con el plástico pero la fibra de madera también sufre de degradación ambiental. Todos los tres de estos rellenadores comunes son económicamente factibles pero son estructuralmente limitados.

La industria de plásticos se ha esforzado hacia el mejoramiento de la resistencia al rayado y/o desgaste y la apariencia estética por varias décadas. Muchas mejoras se han hecho durante la última década para incrementar la resistencia al rayado y desgaste pero la tecnología faltante todavía elude la industria de plásticos y sus científicos. Un reto es como hacer plástico más duro y mantener el costo sin alterar la apariencia estética. El solicitante está consciente de que ningún rellenador de mejoramiento estructural económico se dirige a los puntos de incrementar la resistencia al rayado y desgaste, aunque los esfuerzos de investigación se han enfocado sobre fibras de desecho de granja tales como vainas de arroz, fibra de caña de azúcar, paja de trigo y una variedad de otros rellenadores para ser utilizados como rellenadores estructurales de bajo costo dentro de los plásticos. Una explicación se relaciona al espacio de tecnología de los rellenadores estructurales para aumentar las propiedades físicas con un enfoque sobre el costo antes que con un enfoque sobre la integridad del plástico .

Existen tres tipos de principios de mezclado comúnmente utilizados relacionados con la adición de rellenadores a plásticos: 1. Mezclado estático: los líquidos que fluyen alrededor de objetos fijos ya sea mediante el flujo producido por la fuerza por presión a través de medios mecánicos o el flujo inducido por gravedad. 2. Mezclado dinámico: el mezclado inducido por líquido mediante agitación mecánica con impulsores típicos de diseños tanto de cuchilla como de paleta así como agitación de tornillo doble o sencilla. 3. Mezclado cinético: el líquido se mezcla mediante impactos de velocidad sobre una superficie o impactos de dos o más líquidos que chocan entre sí. Todos los tres de los métodos de mezclado anteriores tienen una cosa en común que les impide la optimización del mezclado sin considerar el fluido que es combinado y sin considerar de si los materiales que son mezclados son polares, no polares, orgánicos o inorgánicos, etc., o si es un material rellenado con rellenadores compresibles o no compresibles.

Todos los fluidos incompresibles tienen un efecto de pared o un efecto de capa límite donde la velocidad del fluido es grandemente reducida en la pared o interface mecánica. Los sistemas de mezclado estáticos usan esta capa límite para plegar o mezclar el líquido utilizando esta fuerza resistiva para promover la agitación.

El mezclado dinámico, a pesar de la geometría de las cuchillas de mezclado o turbina termina con zonas muertas y el mezclado incompleto debido a la capa limite. El mezclado dinámico usa alto esfuerzo cortante y una cuchilla · de tornillo diseñada para usar la capa limite para promover la fricción y compresión por las fuerzas centrifugas para realizar la agitación mientras que mantiene una capa limite mezclada incompleta sobré las superficies mecánicas.

El mezclado cinético sufre de los efectos de la capa limite sobre los perfiles de velocidad tanto en las corrientes entrantes como en la punta del inyector. Sin embargo, este sistema sufre efectos mínimos de la capa límite excepto para los fenómenos de fluidos de transporte.

Una explicación adicional de la capa límite se muestra a continuación. Las fuerzas aerodinámicas dependen de una manera compleja sobre la viscosidad del fluido. A medida que el fluido se vuelve más allá del objeto, las moléculas van enseguida a la superficie adhiriéndose a la superficie. Las moléculas solo arriba de la superficie se retardan en sus colisiones con las moléculas que se adhieren a la superficie. Estas moléculas a su vez retardan el flujo justo arriba de éstas. Entre más rápido se mueve lejos de la superficie, menos colisiones son afectadas por la superficie del objeto. Esto crea una capa de gas de fluido cerca de la superficie en la cual la velocidad cambia de cero en la superficie al valor de corriente libre alejado de la superficie. Los ingenieros llaman esta capa la capa limite debido a que ocurre sobre el limite del fluido.

A medida que un objeto se mueve a través de un fluido, o a medida que un fluido se mueve más allá de un objeto, las moléculas del fluido cerca 'del objeto son alteradas y se mueven alrededor del objeto. Las fuerzas aerodinámicas son generadas entre el fluido y el objeto. La magnitud de estas fuerzas depende de la forma del objeto, la velocidad del objeto, la masa del fluido, que va por el objeto y sobre dos de otras propiedades importantes del fluido; la viscosidad, o pegajosidad, y la compresibilidad, o elasticidad, del fluido. Para modelar apropiadamente estos efectos, los ingenieros aeroespaciales usan parámetros de similitud que son relaciones de estos efectos a otras fuerzas presentes en el problema. Si dos experimentos tienen los mismos valores para los parámetros de similitud, entonces la importancia relativa de las fuerzas está siendo correctamente modelada .

La FIG. 2A muestra la variación de velocidad en la corriente desde la corriente libre a la superficie. En realidad, los efectos son tridimensionales. A partir de la conservación de masa en tres dimensiones, un cambio en la velocidad en la dirección de la corriente causa un cambio en la velocidad en otras direcciones también. Hay un componente pequeño de velocidad perpendicular a la superficie que desplaza o mueve el flujo arriba de ésta. Se puede definir el espesor de la capa limite que es la cantidad de este desplazamiento. El espesor de desplazamiento depende del número de Reynolds, que es la relación de fuerzas inerciales (resistentes al cambio o movimiento) a las fuerzas viscosas (espeso y viscoso) y se da por la ecuación: número de Reynolds (Re) igual a la velocidad (V) por la densidad (r) por una longitud característica (1) dividida entre el coeficiente de viscosidad (y), es decir, Re = V * r * 1 /µ.

Como se puede observar en la FIG. 2A, las capas límite pueden ser ya sea laminares (en capas) o turbulentas (desordenadas) dependiendo del valor del número de Reynolds. Para números . de Reynolds inferiores, la capa límite es laminar y la velocidad en el sentido de la corriente cambia uniformemente a medida que se mueve lejos de la pared, como se muestra en el lado izquierdo de la FIG. 2A. Para números de Reynolds más altos, la capa límite es turbulenta y la velocidad en el sentido de la corriente se caracteriza por flujos de remolino no permanentes (que cambian con el tiempo) dentro de la capa límite. El flujo externo reacciona con el borde de la capa límite solo como sería a la superficie física de un objeto. Así la capa límite da a cualquier objeto una forma "efectiva" que es de manera usual ligeramente diferente de la forma física. La. capa límite puede levantarse o "separarse" del cuerpo y crear una forma efectiva muy diferente de la forma física. Esto sucede debido a que el flujo en el límite tiene muy baja energía (con relación a la corriente libre) y es más fácilmente impulsada por cambios en la presión. La separación de flujo es la razón para que el ala de un aeroplano pierda velocidad en alto ángulo de ataque. Los efectos de la capa límite sobre el levantamiento están contenidos en el coeficiente de sustentación y los efectos sobre el arrastre están contenidos en el coeficiente-de arrastre.

Flujo de capa límite Aquella porción de un flujo de fluido, cerca de una superficie sólida, es donde los esfuerzos cortantes son significantes y la suposición de flujo invíscido no puede ser utilizada. Todas las superficies sólidas interactúan con un flujo de fluido viscoso debido a la condición no deslizante, un requerimiento físico que el fluido y el sólido tengan velocidades iguales en su interface. Así, un flujo de fluido es retardado po una superficie sólida fija, y se forma una capa límite de movimiento lento, finita. Un requerimiento para que la capa límite sea delgada es que el número de Reynolds del cuerpo sea grande, 103 o más. Bajo estas condiciones el flujo fuera de la capa límite es esencialmente invíscido y desempeña la función de un mecanismo de impulsión para la capa.

Con referencia ahora a la FIG. 2B, se muestra en la ilustración una capa limite de baja velocidad o laminar típica. Tal exhibición de la variación del vector de flujo en el sentido de la corriente cerca de la pared es llamada un perfil de velocidad. La condición no deslizante requiere que u(x, 0) = 0, como es mostrado, donde u es la velocidad de flujo de la capa límite. La velocidad se eleva monotónicamente con la distancia y desde la pared, finalmente emergiendo lisamente con la velocidad de corriente exterior (invíscida) U(x) . En cualquier punto en la capa límite, el esfuerzo cortante del fluido/ta^, - 0, es proporcional al gradiente de velocidad local, suponiendo un fluido Newtoniano. El valor del esfuerzo cortante en la pared es mucho más importante, puesto que se relaciona no solamente al arrastre del cuerpo sino frecuentemente también a su transferencia de calor. En el borde de la capa límite, ?aµ se aproxima a cero asimptótreamente . No hay punto exacto donde ?aµ = 0, por lo tanto el espesor <5 de una capa límite es usualmente definido arbitrariamente como el punto donde u = 0.99U.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta patente se enfoca sobre los adelantos de la tecnología en el micro y nano mezclado de capa límite, 'es decir, sobre los efectos de los rellenadores mecánicos estructurales que producen propiedades de micro y nano mezclado utilizando la película estática principal de la capa límite acoplada con el coeficiente de fricción en una partícula en movimiento en la zona límite del fluido que fluye alrededor de una partícula sólida para promover el mezclado acelerado.

La geometría de la partícula rellenadora estructural está basada sobre el principio fundamental de rugosidad de la superficie, que promueve la adherencia incrementada a la zona de velocidad cero en la capa límite. La capa límite es donde el material tiene su fuerza de adhesión más fuerte o pegajosidad presente. Al utilizar una partícula que tiene una superficie de partícula rugosa y/o áspera, la adhesión a la zona no deslizante es incrementada, la cual promueve la mejor adhesión de la superficie que una partícula lisa con pocas o nada de características de superficie. El tamaño de partícula rellenadora ideal diferirá entre los polímeros debido a que la viscosidad difiere así como la mecánica de mezclado producida por las fuerzas cortantes y el pulimento de la superficie en las superficies mecánicas, que crea una variación en el espesor de la capa límite. Una superficie de partícula rugosa y/o áspera permite a la partícula funcionar como una cuchilla de mezclado cinética rodante en la capa límite. El adelanto de tecnología incorporado en esta patente se enfoca sobre una partícula endurecida con bordes afilados que ruegan a lo largo de la capa límite produciendo micromezclado con agitación sobre el área de superficie en la cual existe la capa limite.

Las ventajas de esta tecnología incluyen: • Ahorros en costo a través del reemplazo de polímeros costosos con material estructural económico.

• Ahorros en costo al incrementar la habilidad para incorporar más material orgánico en el plástico. Ahorros en costo al incrementar la productividad con altos niveles de materiales orgánicos y/o estructurales.

• Mejor desembolso de aditivos y/o rellenadores a través del mezclado incrementado sobre las superficies mecánicas grandes producidas por el mezclado límite.

· Mejor mezclado de los polímeros mediante los efectos de molienda y cortantes de las partículas que ruedan a lo largo del área de superficie grande conforme la velocidad y compresión de los polímeros impactan la superficie durante las operaciones de mezclado normales.

• Reducción del coeficiente de fricción sobre las superficies mecánicas causadas por los efectos de capa límite con el arrastre que es reemplazado por' la fricción cinética rodante de una partícula dura en las capas límite.

• Producción incrementada de la fabricación de plástico mediante la reducción del coeficiente de fricción en la capa limite para procesos extruidos, de soplado o de moldeo por inyección donde el coeficiente de fricción directamente afecta el rendimiento de producción.

• Mejora de la calidad de superficie sobre el plástico con o sin rellenadores debido a los efectos de pulimento causados por el mezclado cinético en la capa limite sobre toda las superficies mecánicas incluyendo tintes, moldes y etc., que los materiales extruyen en y alrededor durante el proceso de terminación.

• Promoción de remoción de capa limite mediante el mezclado cinético para de esta manera tener la propiedad de a.utolimpieza de la capa limite.

• Preferencia de calor aumentada debido al mezclado cinético en la capa limite que se considera que es una película estancada donde la transferencia de calor es dominantemente la conducción pero el mezclado de la película estancada produce convección forzada en la superficie de transferencia de calor.

Las partículas sólidas utilizadas para el mezclado cinético en la capa límite necesitan tener las siguientes características: • La 'geometría física de las partículas debe tener una característica que permita a la partícula la habilidad para rodar o dar volteretas a lo largo de la superficie de capa límite.

• La eficiencia de mezclado de las partículas se incrementa con la rugosidad de la superficie para interactuar con la zona de velocidad cero o la superficie del polímero no deslizante para promover la fricción cinética antes que la fricción estática.

• Las partículas deben ser suficientemente duras de modo que el fluido se deforma alrededor de la partícula para promover el mezclado cinético a través del efecto de dar volteretas o de rodamiento de la partícula.

• Las partículas deben ser de tamaño proporcional a la capa límite de los materiales que son utilizados de modo que las partículas ruedan o dan volteretas utilizando la fricción de rodamiento cinética de modo que las partículas no son indeseables dentro de la capa límite, lo cual incrementa los efectos negativos de la capa límite basado en la rugosidad de la superficie incrementada que restringe el flujo o puede producir la remoción de la partícula fuera de la capa límite en el fluido en volumen.

• Las partículas deben ser capaces de reconectarse en la capa límite desde el fluido en volumen durante el proceso de mezclado basado en el tamaño de partícula y la rugosidad de la superficie .

Las partículas pueden ser materiales sólidos o porosos, hechos por el hombre o minerales y/o rocas que ocurren naturalmente.

Geometría física de las partículas: Las partículas esféricas no son ideales debido a los siguientes dos fenómenos que toman lugar simultáneamente. El primer fenómeno se relaciona a la fricción de superficie de la partícula en la zona no deslizante y el segundo se relaciona a la fuerza de impulsión aplicado a la partícula por la velocidad del fluido, que afecta la habilidad de la partícula para rodar o dar volteretas. La fuerza de impulsión es producida por el flujo de fluido en la mitad superior de la capa límite. Las formas de partículas pueden ser esféricas, triangulares, de diamante, cuadradas o etc., pero los objetos semi-planos o planos son menos deseables debido a que no dan volteretas bien. Los objetos semi-planos o planos dan volteretas mucho menos bien debido a que el área de superficie de sección transversal tiene poca resistencia a la fricción del fluido aplicada a su espesor. Sin embargo, puesto que la agitación en la forma de mezclado es deseada, las formas inconvenientes de revolver el tambor son benéficas puesto que el removimiento en tambor inconveniente crea' zonas de mezclado de generación aleatoria dinámicas. Estas zonas de mezclado aleatorias son análogas a tener cuchillas de mezclado grandes que operan con pocas cuchillas de mezclado. Algo de vuelta rápida y algo de vuelta lenta, pero el resultado final es que todos son mezclados. En un material más viscoso, que tiene propiedades menos inelásticas, el mezclado cinético por las partículas producirá un efecto de picadura y molienda debido a la rugosidad de la superficie y los bordes afilados de las partículas.

Los plásticos extruidos típicos, así como plásticos moldeados por inyección son PP, PE, PB HDPP, HDPE, HDPB, Nylon, ABS y PVC, que son algunos de los tipos de plásticos utilizados en la industria, en los cuales la dureza es proporcional a las propiedades materiales del plástico. Al adicionar rellenadores duros en el plástico, un plástico más duro y más durable puede ser reformulado que es más resistente al rayado y/o desgaste que las propiedades físicas inherentes del plástico. Los rellenadores comunes son carbonato de calcio y talco, cada uno que tiene una escala de dureza Mohs clasificada de 1. Sin embargo, es deseable usar rellenadores estructurales que tengan una dureza de por lo menos 2.5.

Una variedad de materiales ambientalmente estables adecuados para el uso como rellenadores estructurales duros no se han evaluado comercialmente por la industria de fabricación de plásticos. Estos rellenadores son estructurales, son duros, de peso ligero y ambientalmente estables. Algunas de las razones por las que estos rellenadores no se han utilizado comercialmente es que son difíciles de formular y manejar. Adicionalmente , estos materiales no pueden ser tal económicamente factible como los rellenadores previamente utilizados. Los siguientes rellenadores estructurales de peso ligero son similares en dureza, densidad y tamaño de partícula en el intervalo de mieras pero no se han aceptado ampliamente para el uso en la industria plásticos.

Las microesferas de vidrio o de cerámica han estado comercialmente disponibles por décadas. Las esferas han tenido algo de éxito en la fabricación de plásticos pero se han utilizado' principalmente en el mercado de recubrimientos, adhesivos y compuestos .

La perlita es una roca silicéa que ocurre naturalmente utilizada principalmente en productos de construcción, un aislador para mampostería, concreto de peso ligero y para aditivos alimenticios .

El silicato de sodio potasio aluminio (vidrio volcánico) es un polvo de tamaño miera utilizado como un modificador de flujo de plástico para mejorar el rendimiento asi como para producir propiedades de mezclado mejoradas para aditivos. Los rellenadores estructurales que se han mencionado previamente tienen una dureza de escala de Mohs de 5.5, que es igual al vidrio de ventana, la arena y una hoja de cuchilla de acero de buena calidad para de esta manera adicionar partículas y dureza igual a los materiales típicos que rayarán la superficie de plástico. Estos rellenadores estructurales no son mantenidos conjuntamente por fuerzas débiles. Por lo tanto, ellos conservan su forma rígida y no tienen propiedades lubricantes asociadas con el adherimiento de enlaces químicos débiles entre las capas moleculares, tal como se puede observar con el talco. Las partículas que tienen una dureza de escala de Mohs de 5.5 son tan duras que normalmente dañarían la superficie de plástico. Por lo tanto, la resistencia al rayado y/o desgaste por la dureza inmensa del rellenador incorporado en la formulación de plástico es mejorada. Los rellenadores estructurales son de preferencia de peso ligero, tienen una densidad en los intervalos de 0.18-0.8 g/cm3, mientras que el talco y el carbonato de calcio tiene densidades que varían de 2.50-2.80 g/cm3. Por lo tanto, los rellenadores estructurales duros reducen la densidad de la fórmula de plástico.

Las microesferas recientemente han llegado a ser de interés para el uso con plásticos extruidos debido a su resistencia mejorada, que les permite resistir las expresiones mecánicas sin ser aplastadas. A medida que la resistencia de las microesferas se incrementa, disminuye el costo de fabricación, que hace las microesferas un material rellenador estructural ideal para plásticos.

Otros materiales rellenadores para consideración incluyen la Perlita expandida. La Perlita expandida no se ha utilizado comercialmente por la industria de plásticos en procesos de extrusión debido a sus microburbuj as y tubos que son propiedades naturales del material y no pueden resistir las expresiones de extrusión sin aplastamiento. El efecto de aplastamiento de los rellenadores se adiciona a la inconsistencia del flujo de volumen, que afecta la estabilidad dimensional del producto extruido, que puede o no puede ser aceptable dependiendo de la aplicación. Por esta razón, la Perlita no ha alcanzado viabilidad comercial como rellenador estructural en el campo de plásticos. La Perlita puede ser triturada finamente, lo cual grandemente mejora la resistencia de aplastamiento del producto, para de esta manera permitir al material la habilidad para resistir el proceso de presiones de extrusión mecánicas, ganando de esta manera estabilidad dimensional. Una razón por la que este material no se ha adoptado como un rellenador es que el material en su forma original tienen ha habilidad para aplastarse bajo presión.

La Perlita finamente triturada tiene las mismas propiedades físicas, precisamente una malla más fina, que resistirá las presiones más altas. La Perlita finamente triturada es actualmente utilizada en sistemas de tratamiento de agua como un medio de filtro.

Como un ejemplo, un rodamiento de esfera dura sobre un material blando se desplaza en una depresión de movimiento. El material de comprime en el frente y rebota en la parte trasera y en donde el material es perfectamente elástico, la energía almacenada en la compresión es retornada a la esfera en su parte trasera. Los materiales actuales no son perfectamente elásticos, sin embargo, así ocurre la disipación de energía, el resultado que es la energía cinética del rodamiento. Por definición, un fluido es un material continuo que es incapaz de resistir un esfuerzo cortante estático. Distinto a un sólido elástico, que responde a un esfuerzo cortante con una deformación recuperable, un fluido responde con un flujo irrecuperable. El flujo irrecuperable se puede utilizar como una fuerza de impulsión para el mezclado mecánico cinético en la capa límite. Al usar el principio de la fricción cinética de rodamiento y el adherimiento del fluido incrementado en la superficie de la zona no deslizante para producir adherentes mientras que la velocidad en la capa limite produce la fuerza inicial en la partícula. La fuerza inicial rota la partícula a lo largo de la superficie del equipo de proceso mecánico sin considerar la mecánica de mezclado utilizada, es decir, estática, dinámica o cinética.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 es un diagrama de un extrusor.

La FIG. 2A es una explicación gráfica de los conceptos de capa límite.

La FIG. 2B es una explicación gráfica de una capa límite de baja velocidad o laminar.

La FIG. 3 es una gráfica que muestra el efecto de un aditivo de Perlita sobre el rendimiento del termoplástico a través de un extrusor.

La FIG. 4 es una gráfica que muestra el efecto del silicato de sodio potasio aluminio sobre el rendimiento del termoplástico a través de un extrusor.

La FIG. 5 es una gráfica que muestra el efecto de las partículas de madera sobre el rendimiento del termoplástico a través de un extrusor.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Durante un proceso de molienda a chorro, las partículas chocan entre sí para formar un borde afilado por la vía de una fractura concoidal. Aunque algunas selecciones de tamaño de partícula producirán diferentes efectos con diferentes selecciones de polímero, es este efecto de borde que produce su desempeño. El efecto de borde del silicato de sodio potasio aluminio facilita la incorporación de rellenadores , rellenadores estructurales, pigmentos, fibras y una variedad de otros materiales en termoplásticos y el material polimérico.

Los materiales que producirán efectos de borde afilado en la molienda a chorro incluyen: pómez, Perlita, vidrio volcánico, arena, pedernal, pizarra y granito en una variedad de otros materiales minables. Hay una variedad de materiales hechos por el hombre, tales como acero, aluminio, latón, cerámicas y vidrio de ventana reciclado y/o nuevo, que se pueden procesar ya sea mediante la molienda a chorro u otros procesos de molienda relacionados para producir un borde afilado con tamaños de partícüla pequeños. Además de los ejemplos listados, otros materiales también pueden ser adecuados, con la condición de que los materiales tengan suficiente dureza, estimada que es 2.5 sobre la escala de dureza de Mohs.

Es claro observar por la escala de dureza de Mohs que hay una variedad de materiales que son más duros que 2.5 que trabajarían como probables candidatos para producir efectos de borde afilado, para de' esta manera trabajar como un modificador de tensión de superficie así como un rellenador estructural para ser incorporado en plásticos, polímeros, pinturas y adhesivos modernos de hoy en día. La escala de Mohs es presentada enseguida.

Dureza Mineral Dureza Absoluta 1 Talco (Mg3Si4Oi0 (OH) 2) 1 2 Yeso (CaS04-2H20) 2 3 Calcita (CaC03) 9 4 Fluorita (CaF2) 21 5 Apatita (Ca5(P04)3 (0H-,C1-,F-) 48 6 Feldespato de Ortoclasa KAlSi308) 72 7 Cuarzo (Si02) 100 8 Topacio (Al2Si04 (OH0-, F-)2) 200 9 Corindón (A1203) 400 10 Diamante (C) 1500 La escala de Mohs es una escala puramente ordinal. Por ejemplo, el corindón (9) es dos veces tan duro como el topacio (8), o el diamante (10) es casi cuatro veces tan duro como el corindón. La tabla enseguida muestra la comparación con la dureza absoluta medida por un esclerometro.

La tabla enseguida incorpora sustancias adicionales que pueden caer entre los niveles: Características de la superficie de partícula: La eficiencia de mezclado de las partículas se incrementa cuando la rugosidad de superficie de la partícula es incrementada. El incremento de la rugosidad de la superficie tiene un efecto doble. El primer efecto es que la rugosidad de la superficie y la geometría de la partícula aumentan la versión, de superficie a la zona no deslizante o la región pegajosa, que produce resistencia del rodamiento o volteretas de la partícula. El segundo efecto adiciona resistencia a la habilidad de la partícula para rodar y dar volteretas, que da por resultado la interacción mecánica más fuerte con el fluido impactante. En el ejemplo de una bola esférica lisa que rueda a través de una superficie, la adhesión de interacción con una zona no deslizante es mínima y los efectos sobre el polímero no producen mucho mezclado dinámico. Si el material es rugoso y/o afilado o ambos, entonces el mezclado dinámico tiene ' resistencia al rodamiento, creando de esta manera un efecto de voltereta similar a la cuchilla, que produce agitación mediante la rugosidad así como la rotación cinética mecánica.

Dureza y tenacidad de la partícula Las cuchillas de mezclado y el equipo de mezclado de alto esfuerzo cortante usualmente se hacen de acero endurecido y los polímeros son más blandos que la agitación mecánica aplicada durante el mezclado. Puesto que estas partículas están de paso y necesitan la habilidad para retener su forma con el fin de funcionar apropiadamente. La interacciones químicas entre las moléculas se han probado y organizado basado en su dureza. Una dureza mínima de 2.5 iniciando con el cobre en la escala de ohs o más dura será suficiente para una partícula de un solo paso que sea bastante dura para este proceso de mezclado.

Las partículas rellenadoras deben ser dimensionadas proporcionales a la región de capa límite. El tamaño es usualmente definido arbitrariamente como el punto donde u = 0.99U. Por lo tanto, un diámetro de partida teórico de la partícula es la altura medida perpendicular a la superficie donde u = 0.99U. Hay muchos factores que adicionan dificultades en calcular los parámetros asociados con el mezclado cinético en la capa límite, por ejemplo: 1. La carga de rellenador, que produce interacción de la capa límite modificado. 2. La transferencia de calor a través de las paredes que crean diferencial de viscosidad. 3. Los efectos del esfuerzo cortante y la compresión continuamente incrementada inducida por la agitación del tornillo. 4. Para reacciones químicas donde los materiales están cambiando las propiedades físicas tales como \fiscosidades , densidad y etc.

La dinámica del mezclado es una de las interacciones químicas mecánicas más completas en la industria' de procesos. El tamaño de la partícula variará de producto a producto y la optimización puede o no puede ser necesaria. La prueba indica que no se observa que sea mucha la diferencia en todo entre un producto de malla 25 y las partículas de malla 800. En ambos casos, la partícula afectó la zona de mezclado de capa límite notablemente.

Un procedimiento para seleccionar' un tamaño de partícula adecuado es determinar cuándo un tamaño de partícula particular crea un efecto de capa límite adverso al incrementar el coeficiente de arrastre. En muchos casos, esto se puede identificar al monitorear un incremento en el amperaje del motor que impulsa durante el ciclo de mezclado. Si los amperes se incrementan, entonces el .tamaño de partícula debe ser disminuido.

Otro procedimiento es observar si la velocidad de agitación puede ser incrementada sin incrementar la impulsión de amperaje del motor, que ilustra la reducción de fricción mediante el mezclado cinético en la capa límite. Por ejemplo, la FIG. 3 muestra el rendimiento de un termoplástico a través de un extrusor en un rpm de tornillo dado. Se puede observar que el aditivo de Perlita en 8% incrementa el rendimiento para 45 rpm del -tornillo sobre la base del extrusor.

La FIG. 4 muestra que el aditivo polvo de silicato de sodio potasio aluminio al material base permite al extrusor que funcione en rpm más alto que fue previamente posible, para de esta manera generar más rendimiento sobre el mismo equipo. Debido a las limitaciones del equipo, el límite de rpm superior no fue capaz de ser averiguado.

La FIG. 5 muestra que aun cuando el contenido de madera es 52% a 73% de un plástico y 2% de mezcla de Perlita y madera, proporciones de rendimiento superiores todavía se pueden lograr como es comparado con un contenido de madera de 49% sin Perlita.

La industria química ha producido métodos de prueba y tablas para el líquido homogéneo y las capas límites con relación a los espesores para calcular las propiedades de flujo de fluido para la selección del equipo mecánico y las propiedades de transferencia de calor. La misma suposición del perfil se incorpora, en esta patente como un punto de partida del tamaño de partícula de modo que funcionará en la capa límite para incrementar el mezclado.

Re-combinación de la partícula a la capa límite Las partículas se pueden seleccionar para re-interactuar con la capa límite si son barridas en el fluido en volumen durante el mezclado. Todos los materiales de fluido que fluyen a través de la agitación mecánica toma la ruta de menos resistencia. El perfil de velocidad es afectado en la agitación por las partículas resistivas para moverse en un medio viscoso. Por lo tanto, las partículas que producen resistencia al flujo de fluido son usualmente dirigidas hacia la capa limite de modo que el fluido puede fluir más libremente. Si el tamaño de partícula es grande, este puede llegar a ser unido en la suspensión de fluido debido a que las fuerzas cohesivas en la capa límite no son bastante suficientes para resistir la fuerza de velocidad del fluido que es aplicada a la superficie de capa límite, de esta manera barriendo la partícula nuevamente en la suspensión de fluido. Las partículas con tamaños pequeños se recombinarán naturalmente en la capa límite basado en las fuerzas de cohesión causadas por la rugosidad de superficie para promover el mezclado cinético aun sin las partículas llegan a ser temporalmente suspendidas en el flujo de fluido en volumen .

Las tecnologías de procesamiento de minerales han estado alrededor por siglos y son altamente especializadas. Ellas tienen la habilidad para separar las partículas por múltiples métodos así como formarlas en partículas más pequeñas. En el caso de estos sólidos o materiales porosos altamente especializados para producir las características similares a cuchilla tridimensional deseadas con bordes afilados en una relación dimensional mayor que 0.7 el material debe ser un proceso molido a chorro de impacto o molido a chorro. La molienda a chorro de impacto es un proceso donde el material del proceso en alta velocidad choca con una superficie endurecida para producir un efecto de fragmentación de las partículas. En la molienda a chorro, chorros opuestos causan que el material del proceso se impacte en si mismo para producir un efecto de fragmentación, es decir, fracturas concórdales sobre el material. La eficiencia del mezclado cinético de la partícula es debido a lo que resulta con la aspereza de la superficie, es decir, los bordes similares a cuchillas (ver el Apéndice 1) .

Un proceso de molienda con bolas da volteretas al material en un proceso de lotes que remueve una característica de superficie deseada, por ejemplo, aspereza. Para el uso como partículas en extrusiones termoplásticas , los minerales sólidos o rocas deben ser refinados a partículas de malla 10 a 20 o más pequeña. Este es el punto de partida típico para alimentar material en el proceso de molienda a chorro de impacto o de molienda a chorro. Esto se puede realizar mediante una variedad de métodos que son comúnmente disponibles . y conocidos por la industria para producir tamaño de partícula deseados. El mineral o roca preferido debe ser capaz de producir una fractura concoidal. Esto asegura los efectos del borde similar a cuchilla con formas tridimensionales. Referirse al Apéndice 1 para imágenes de fracturas concoidales. En el caso de minerales porosos o rocas, las características de los poros que son quebrantados y fracturados en el impacto durante el proceso de molienda a chorro de impacto o de molienda a chorro crean las partículas en forma de borde similar a cuchilla tridimensional. Aunque la superficies rugosas y no uniformes pueden ser suficientes en algunas aplicaciones de mezclado, en este caso, entre más áspera sea la partícula mejores son los resultados. Referirse al^ Apéndice 1 para tamaños de partícula de referencia después de la molienda a chorro. Los materiales hechos por el hombre tales como vidrio, cerámicas y metales, así como una variedad de otros tipos de materiales que cumplen la dureza mínima de 2.5 mediante la escala de Mohs que producen bordes afilados con una forma tridimensional y una relación dimensional más grande que 0.7 pueden ser utilizados. El proceso de chorro de impacto o molienda a chorro típicamente con estos materiales producen partículas con un promedio medio de 5-60 m con un solo paso. Los materiales hechos por el hombre similar al vidrio pueden ser procesados en los artículos de borde afilado tridimensionales con una relación dimensional de 0.7 y más alto por medio de una fracturación en molino de rodillos mecánica de las partículas antes que la molienda a chorro. Esto es claramente ilustrado en las fotografías de los Apéndices de las partículas de vidrio pequeñas de alimentación en bruto antes de la molienda a chorro.

Otro material rellenador que es comúnmente utilizado en conjunción con termoplásticos es la fibra de madera. Para verificar si el material está realmente aumentando el mezclado, la mejor manera de proceder a esto es mezclar un material de viscosidad denso con pobres propiedades de flujo con el material de madera de fibras inorgánicas de polipropileno de alta densidad que es compresible y es orgánico. La razón de esto es significante en que los materiales inorgánicos y orgánicos tienen un mezclado de tiempo intenso.

Un factor limitativo .asociado con extrusión de compuestos de plástico de madera es los "efectos de bordes" que es donde el material muestra un efecto similar a árbol de navidad sobre los bordes. En algunos casos, este efecto de árbol de navidad es debido al mezclado inadecuado y la resistencia del material que está arrastrándose sobre el tinte que sale del extrusor causado por los efectos de capa limite que producen bordes rugosos. Es común en la industria adicionar lubricantes en la formulación para superar este problema. Los lubricantes permiten al material fluir más fácil sobre la capa limite, para de esta manera permitir que el rendimiento se incremente al incrementar el rpm de los tornillos de extrusión hasta que aparecen los efectos del borde, que indica un rendimiento máximo del material del proceso. Los procedimientos de prueba utilizados son los mismos de apariencia visual como un indicador del rendimiento más rápido que fue controlado por el rpm de los tornillos extrusores .

Experimento #1 Fórmula base medida en por ciento de masa 3% de lubricante: un estearato de zinc y una cera de biestereamida de etileno. 7% de Talco: un Micro 403 de Rio Tinto 41% de Termoplástico: HDPE con un MFI de 0.5 y una densidad de .953 49%: rellenador de madera: un pino blanco del este de malla 60, comercialmente clasificado de American Wood fibers.

Los materiales se mezclaron en seco con una mezcladora de tambor de 4' de diámetro por 1.5' de profundidad durante 5 minutos antes de la alimentación.

El extrusor fue un tornillo doble contrarotatorio cónico de 35 mm con un 23 L/D.

La temperatura de proceso fue de 320°F, que fue constante por todas las corridas.

Dos de otros materiales se utilizaron y se adicionaron a la fórmula base para probar el concepto de que estos rellenadores duros inertes fueron: 1. Silicato de sodio potasio aluminio (vidrio volcánico) que es un polvo de tamaño miera utilizado como un modificador de flujo plástico para mejorar el rendimiento asi como producir propiedades de mezclado mejoradas para los aditivos. Dureza del material sólida de malla 800 de 5.5 en la dureza de escala de Mohs (polvo Rheolite 800) ; y 2. Perlita expandida es una roca silícea que ocurre naturalmente utilizada principalmente en productos de construcción, un aislamiento para manipostería, concreto de peso ligero y para aditivos alimenticios. Material poroso de malla 500 con dureza de 5.5 en la escala de Mohs.

Experimento #2 El rendimien5o máximo del material de línea de base antes de los efectos del borde apareció en rpm 19 = 13.13 El rendimiento máximo antes de los efectos de borde usando polvo de sodio potasio aluminio. 0.5%, 22 rpm = igual 15.75 un incremento total de rendimiento de 19.9% o aproximadamente 20% 1%, 22 rpm = 19.5 y un incremento total de rendimiento de 48.5% de los efectos del aditivo de Perlita en la extrusión.

Rendimiento máximo del material de línea de base antes de los efectos de borde que aparecieron rpm 19 = 13.13.

Experimento #3 Rendimiento máximo usando Perlita Los resultados del Experimento #3 se pueden encontrar en la FIG. 2 8%, rpm 45 = 21.13 un incremento total de rendimiento de 60.9% 16%, rpm 45 = 21.13 un incremento total de rendimiento de 44.7% 25%, rpm 45 = 21.13 un incremento total de rendimiento de 5.33% 33%, rpm = 45 '= 21.13 un incremento total de rendimiento de 16.1 La razón de los altos porcentajes de Perlita se seleccionaron para remover la posibilidad de que este material fue precisamente un rellenador. Los efectos de borde de las partículas de hojas de cuchilla tridimensionales que interactúan con la capa límite aun a 33% todavía mostraron una mejora de 16% más grande que el material base. Los rendimientos del material podrían haber sido más altos pero la limitación de rpm sobre el extrusor fue 45 y el material estuvo siendo alimentado manualmente esto es por lo que los inventores creen en 25% del rendimiento disminuido debido a las dificultades en la alimentación de tal material de peso ligero por primera vez pero el tiempo que los inventores obtuvieron a 33% lo ha descifrado.

Experimento #4 Efectos de la madera sobre el rendimiento Los resultados del Experimento #4 se pueden encontrar en la FIG. 4 El rendimiento máximo del material de linea de base antes de los efectos de borde que aparecieron rpm 25 = 17.68 La concentración de Perlita se mantuvo constante en el punto de partida de 2% 52% rpm 45 = 27.60 un incrementó total del rendimiento de 60.9% 59%, rpm 45 = 26.25 un incremento total del rendimiento de 48.7% 64%, rpm 45 = 17.00 un incremento total del rendimiento de 36% 69%, rpm 45 =) 24.33 un incremento total del rendimiento de 37% 74%, rpm 30 = 19.46% de incremento total del rendimiento de 10% La razón de esta prueba fue seleccionada fue debido a la carga de un rellenador orgánico de peso ligero en un material inorgánico que es incrementada, los efectos de borde se muestran rápidamente. Luego el rendimiento máximo alcanzado otra vez debido a que el rpm estuvieron hasta un máximo de 74% tiempo en el cual el rpm puede que sea disminuido a 30 para prevenir los efectos de borde. El fibras compresibles en el proceso de extrusión actúan similares a barridos de escoba a lo largo de la capa limite. La fibra de madera es un rellenador compresible cuya densidad va de .04 g/cm a 1.3 g/cm después de la extrusión contra la pared que tiene la habilidad para encapsular estas partículas duras en la capa límite y removerlas permanentemente. Este es el efecto de la forma de partícula trisimensional con cuchillas que permiten a este material cortar el material más blando no en el lecho en el material aun cuando son sometidas a compresión y son barridas.

Hubo verificación de que este material opera en la capa límite y es de autolimpieza . El primer día de las corridas del experimento los inventores corrieron los materiales en el orden mostrado por las gráficas. El segundo día de la corrida del experimento antes del experimento de rellenador de madera bajo las mismas condiciones, los materiales y ya sea el material de línea de base tuvo un incremento significante de rendimiento.

Día uno, rendimiento máximo de material de línea de base antes de que aparezcan los efectos de borde rpm 19 = 13.13 Día dos, rendimiento máximo del material de línea de base antes de que aparezcan los efectos de borde rpm 25 = 17.69 con un incremento total de Esto fue causado por él equipo que es pulido dentro con las altas concentraciones de Perlita desde el día uno que proporciona limpieza misma de la capa limite. Esta superficie pulida en el día dos debe tener efecto negativo con el experimento de mezclado de capa limite cinético debido a que la capa limite se habría reducido o hecho más delgada debido al coeficiente de fricción causado por el arrastre sobre una superficie pulida que es más pequeño. Eso implica que la forma tridimensional del material con los bordes similares a hoja afilada proporcionan excelentes capacidades de rodamiento cinético aun si el espesor de las capas límite cambia y las fuerzas de compresión continuas en el mezclado dinámico del proceso de extrusión.

Las partículas de mezclado cinético de capa límite se pueden introducir por toda la industria en una variedad de maneras. Por ejemplo, en el mercado de plásticos: • Las partículas se pueden incorporar en forma de pelotillas desde el fabricante de plásticos y comercializadas como un plástico con incremento de producción.

• Las partículas se pueden incorporar en pelotillas coloreadas por proveedores de pigmentos y comercializadas como pigmento en forma de pelotilla dispersante rápido.

• Las partículas se pueden incorporar como pelotillas con rellenador inorgánico u orgánico y comercializadas como rellenador de autohumectación .

· Las partículas se pueden incorporar en polvos secos y comercializar como polvo de autohumectación tales como retardantes de fuego, fungicidas y rellenadores , etc.

• Las partículas se pueden incorporar en líquidos como un desembolso para pigmentos líquidos, plastificantes, estabilizador UV, agentes de soplado y lubricantes, etc.

Las partículas de mezclado cinético de capa límite utilizar por la industria de pinturas: · Las partículas se pueden incorporar en la pintura para incrementar las propiedades de dispersión de los pigmentos, plastificantes, fungicidas, estabilizadores de UV, retardantes del fuego, etc .

· Las partículas se pueden incorporar en pigmentos en estaciones de mezclado a la medida encontradas en tiendas de pintura para ayudar a surtir menos material y producir el mismo color a través de mejor mezclado y el mezclado de propiedad de dispersión.

Las partículas se pueden incorporar en polvos secos de los fabricantes de aditivos para ayudar a dispersar los retardantes del fuego, rellenadores , etc.

• Las partículas se pueden incorporar en botes de rocío para incrementar el mezclado a lo largo de las paredes que promueven el mezclado de capa límite .

• Las partículas se pueden incorporar en materiales de mezclado de dos componentes para promover el mejor mezclado 'de área de superficie o la capa límite y el mezclado de capa límite de interface de líquido a líquido de uretanos, urea y epoxis, etc .

• Las partículas se' pueden incorporar en un paquete de lubricante utilizado para limpiar el equipo de rocío a través de la recirculación continua con limpiadores químicos.

Las partículas de mezclado cinético de capa límite se pueden utilizar por la industria de lubricación.

Las partículas se pueden incorporar en aceites para promover el mejor flujo alrededor de las superficies al bajar la zona de fricción de capa límite que produce mejor humectación sin alteración de la temperatura sobre .este aditivo debido a su partícula sólida: carros, botes, aeroplanos, aceite interno, aceite externo de bicicletas, etc .

¦ Las partículas se pueden incorporar en aceites para la limpieza doméstica completa que permite al aceite dispersarse más uniformemente como una capa más delgada menos probable de llegar a ser pegajosa a través del tiempo debido a que la capa es más delgada.

Las partículas se pueden incorporar en fluidos de frenos, fluidos hidráulicos de todos los tipos que producen una mejor respuesta al movimiento del fluido debido a que la capa límite se mueve con la movilidad cinética cuando se aplica a presión.

Las partículas se pueden incorporar en aditivos de combustible que promueve el mejor desembolso en el combustible así como una acción de autolimpieza debido a la interacción de las partículas sobre las capas límite por toda la ruta de flujo total de la combustión que incluye el escape donde las partículas todavía tendrán un efecto de limpieza.

Las' partículas se pueden adicionar como un lubricante y se desembolsa directamente de la refinería. Las partículas no solamente ayudan a los efectos de lubricante del carro y la limpieza del sistema sino que las partículas también incrementan el lapso de vida de las bombas de gasolina debido a la acumulación de residuos del material de tipo fango en las capas límite.

Las partículas de mezclado cinético de capa límite se pueden utilizar para incrementar las propiedades de flujo. La mayoría del material líquido que fluye a través de un tubo, sistema de bomba y/o equipo de proceso se somete a los efectos de capa límite basado en el coeficiente de arrastre sin considerar la geometría de superficie que esta tecnología puede reducir el arrastre al promover el mezclado de capa límite cinético, con un efecto de autolimpieza . Esto permitirá a los tubos y al equipo de proceso desempeñarse en niveles óptimos.

Las partículas de mezclado cinético de capa límite se pueden utilizar para incrementar la transferencia de calor. Debido a que la capa límite está siendo cinéticamente movida no es por más tiempo una zona de transferencia de calor de fluido estancado de modo que este incremento en las propiedades de transferencia de calor sobre ambos lados. Ahora la capa límite estancado se ha volteado en la convección forzada sobre ambos lados de no solamente uno, el fluido a fluido y el fluido a superficie.

Las partículas de mezclado cinético de capa límite se pueden utilizar por la industria alimenticia, de farmacéuticos y la agricultura.. Debido a que la selección de las partículas puede ser aprobada por los alimentos y fármacos, el procesamiento de alimento a través de plantas en su empaquetamiento debe ser. mejorado y el equipo de proceso puede mezclar cosas más completamente.

Así, la presente invención está bien adaptada para llevar a cabo los objetivos y alcanzar los fines y ventajas mencionados en lo anterior así como aquellos inherentes en los mismos. Mientras que las modalidades actualmente preferidas se han descrito para propósitos de esta descripción, numerosos cambios y modificaciones serán evidentes para aquellos de habilidad ordinaria en la técnica. Tales cambios y modificaciones están abarcados dentro del espíritu de esta invención como es definido por las reivindicaciones .

APÉNDICE 1 ?? ?? ?? ?? ?? ?? 25 ?? ?? ?? ?? ?? APÉNDICE 2 ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 66 ?? ?? ?? ?? ?? ?? APÉNDICE 3 ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 83 84 85' 86 ?? o

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Una composición, caracterizada porque comprende: un fluido; y un material dispersado en el fluido, el material comprendido de partículas que tienen una superficie similar a cuchilla afilada, las partículas que tienen una relación dimensional más qrande que 0.7 para promover el mezclado de capa límite cinético en una zona de viscosidad no lineal.

2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un aditivo dispersado en el fluido.

3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el fluido es un material de termopolímero .

. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas tienen un valor de dureza de Mohs de mayor que 2.5.

5. La composición de ' conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la superficie similar a cuchilla afilada de las partículas está dimensionada para moler y cortar los polímeros del material de termopolímero durante una operación de me.zclado.

6. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas tiene una dureza suficiente para deformar el fluido a medida que fluye alrededor de las partículas, para de esta manera promover el mezclado cinético a través del efecto de voltereta o rodamiento de la partícula.

7. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas son de un tamaño que permanecen principalmente en la capa límite del fluido, las partículas que tienen un tamaño apropiado con respecto a la capa límite tal que las fuerzas del fluido que fluyen sobre la capa límite causan rodamientos o volteretas de las partículas, para crear rodamiento cinético produciendo de esta manera el mezclado en la capa límite.

8. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las partículas promueven la renovación de la capa límite del fluido mediante el mezclado cinético.

9. La composición de conformidad con la reivindicación .1, caracterizada porque el material se selecciona de un grupo que consiste de materiales porosos, materiales hechos por el hombre y minerales que ocurren naturalmente.

10. Un método para extruir un fluido, caracterizado porque incluye: alimentar un fluido en un extrusor; alimentar aditivos en el extrusor; .alimentar un material en el extrusor, el material comprendido de partículas que tienen una superficie similar a cuchilla afilada, las partículas que tienen una relación dimensional mayor que 0.7; pasar el material a través de una zona de mezclado en el extrusor para dispersar el material dentro del fluido en donde el material migra a una capa límite del fluido para promover el mezclado cinético de los aditivos dentro del fluido, el mezclado cinético que toma lugar en una zona de viscosidad no lineal.

11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el fluido es un material termoplástico .

12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el aditivo es un rellenador.

13. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el aditivo es un pigmento.

14. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el aditivo es una fibra.

15. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende la etapa de: usar técnicas de fracturación concoidal con un proceso de molienda a chorro para producir el material antes de la etapa de alimentación del material en el extrusor.

16. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado que comprende la etapa de: pasar el material a través de una zona de mezclado en el extrusor que comprende mezclar el material termoplástico mediante efectos de molienda y de corte generados por las partículas del material que están rodando a lo largo de un área de superficie grande como en la capa límite, la geometría . del flujo de fluido del material termoplástico de la superficie que está en contacto continuo donde la partícula impacta el material a través de la voltereta cinética de la partícula creada por el fluido que fluye sobre la superficie.

17. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende la etapa de: autolimpiar la capa límite sobre la mayoría de partes mecánicas fijas y en movimiento del extrusor incluyendo los moldes mediante la etapa de mezclado cinético por la interacción de partícula dura continua a través de la voltereta durante el mezclado cinético sobre la superficie donde el fluido está moviéndose.

18. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la etapa de mezclado cinético comprende rodar o dar volteretas a las partículas a lo largo de la superficie de la capa límite.

. 19. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el material se selecciona de un grupo que consiste de: materiales sólidos, materiales porosos, materiales hechos por el hombre, minerales que ocurren naturalmente.

20. Un método para incrementar el flujo a través de un miembro de .un fluido, caracterizado porque incluye: alimentar un fluido en el miembro; alimentar un material en el miembro, el material comprendido de partículas que tienen una superficie similar a cuchilla afilada, las partículas que tienen una relación dimensional mayor que 0.7; dispersar el material dentro del fluido en donde el material migra a una capa límite del fluido para promover el mezclado cinético dentro del fluido, el mezclado cinético que toma lugar en una zona de viscosidad no lineal que da por resultado un coeficiente de fricción reducido causado por el arrastre en la capa límite.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el miembro es una bomba o equipo de proceso que tiene conexiones que son de extremo abierto de una sola ruta o son continuos para operaciones de reciclado.

22. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el fluido está rellenado.

23. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el fluido está' no rellenado.