Polietileno de cizallamiento
La relación entre la estructura y la reología de los polímeros es de interés práctico por tres razones: En primer lugar, las propiedades reológicas son muy sensibles a ciertos aspectos de la estructura y son más sencillas de utilizar que otros métodos analíticos, como la resonancia magnética nuclear. En segundo lugar, son las propiedades reológicas las que rigen el comportamiento de flujo de los polímeros cuando se procesan en estado fundido o como solución. En tercer lugar, las propiedades mecánicas definidas son necesarias para la aplicación de los polímeros en muchos campos diferentes.
Ejemplos Fig. 1: El módulo de almacenamiento del polipropileno isotáctico durante la cristalización isotérmica a 138 °C en función de diferentes condiciones de cizallamiento. Las muestras de PP/PCC contienen un 5 % en peso de carbonato cálcico precipitado acicularmente como partículas de bigote.
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La impresión de termoplásticos de alto rendimiento en plataformas de fabricación aditiva a gran escala basadas en la extrusión requiere estabilidad en una serie de condiciones de procesamiento. Sin embargo, la investigación sobre la dinámica de la fusión y las condiciones de procesamiento de estos termoplásticos en la fabricación aditiva a gran escala (BAAM) es limitada. Este informe caracteriza el comportamiento reológico dinámico de la polieterimida (PEI), un termoplástico de alto rendimiento, así como de los compuestos de PEI reforzados con fibra de carbono (CF) como material de alimentación para la BAAM. Se investigan las propiedades viscoelásticas, como los módulos de almacenamiento y pérdida y la viscosidad compleja, en relación con el proceso de extrusión BAAM. Los resultados muestran que los compuestos CF-PEI se comportan como un líquido viscoso durante la extrusión BAAM. La adición de CF al PEI mejora el efecto de adelgazamiento por cizallamiento y aumenta significativamente la viscosidad compleja (aumento de 2,5× para el 20% de CF, y de 3× para el 30% de CF). El aumento de la viscosidad incrementa el par de torsión en la extrusora, lo que puede aliviarse aumentando la temperatura de procesamiento del material.
Reología de los polímeros
Los catalizadores tradicionales Ziegler-Natta (ZN) tienen múltiples sitios activos que tienden a dar lugar a polímeros con distribuciones de peso molecular relativamente amplias. Los catalizadores de metaloceno, por otro lado, producen poliolefinas con distribuciones de peso molecular simplemente definidas y bien controladas que tienden a ser más estrechas en MWD que las producidas con catalizadores ZN.
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Topología de polímeros
Hoy en día, los polímeros se encuentran entre los materiales más importantes para su uso técnico y en la vida cotidiana, ya que las propiedades de los polímeros pueden adaptarse de innumerables maneras para ajustarse a casi todos los campos de aplicación. Además de los polímeros naturales, como las proteínas, los almidones, la celulosa, etc., existen muchos tipos diferentes de polímeros producidos sintéticamente, como el nailon, las siliconas, el PVC, el plexiglás, etc. Algunos polímeros son duros y frágiles, otros son duros y resistentes a los golpes, mientras que otros son blandos y flexibles. Por ello, la producción y la caracterización de los polímeros es el objetivo de numerosas industrias e institutos de investigación especializados.
Los polímeros son grandes moléculas compuestas por muchas subunidades repetidas llamadas monómeros. La longitud de las cadenas moleculares y los enredos entre ellas son cruciales para las propiedades del material. Muchas propiedades relevantes de los polímeros pueden caracterizarse mediante ensayos reológicos. La descripción de estas propiedades requiere diversos procedimientos de ensayo para obtener la información deseada.