Análisis y modelizado reológico de polímeros para su aplicación con tecnologías “auto-rizado” y su adaptación a las prácticas de Ingeniería de Materiales Poliméricos

Abstract

El procesado de los polímeros se realiza en estado fundido, por lo que es necesario realizar un análisis de las propiedades reológicas de estos materiales para poder evaluar su procesabilidad. Los modelos reológicos de los polímeros, como el modelo de Cross-WLF, posibilitan predecir la respuesta viscoelástica de un material y simular el comportamiento del mismo cuando va a ser procesado. En la elaboración mediante extrusión de fibras poliméricas bicomponente con efecto "self-crimping" (auto-rizado) es básico que los dos componentes presenten la misma viscosidad a la salida de la boquilla. Para ello, manteniendo el resto de condiciones de procesado de cada polímero idénticas, cada componente se debe extruir a una temperatura diferente. Gracias a la modelización reológica de Cross-WLF se pueden determinar las parejas de temperaturas dónde los materiales modelizados presentan la misma viscosidad. En el presente trabajo se plantea una sesión práctica para los alumnos de Ingeniería de Materiales Poliméricos. Con ayuda de un reómetro capilar los alumnos deberán ser capaces de determinar el comportamiento reológico de dos polímeros termoplásticos. Después de ajustar dicho comportamiento al modelo de Cross-WLF y con la ayuda de este modelo los alumnos deben ser capaces de determinar parejas de temperaturas en las que ambos polímeros estudiados presenten la misma viscosidad. Polymers are manufactured in molted state, so the rheological properties are mandatory in order to analyze and evaluate its processability. The prediction of the viscoelastic response of a material and the simulation of the behavior of the same when it is processed is achieved with the application of the rheological models. In the preparation by extrusion of bicomponent polymer fibers with self-crimping effect it is essential that the two components have the same viscosity at the nozzle outlet. In order to obtain such viscosity each component must be extruded at a different temperature maintaining all other processing conditions unchanged. Using Cross-WLF rheological modelization is it feasible to determine the temperatures for two polymeric materials in order to obtain the same melt viscosity. In the current work a practical session has been proposed for students of Materials Engineering. Using a capillary rheometer, the students should be able to determine the rheological behavior of two thermoplastic polymers. After adjusting the behavior of the polymers to Cross-WLF model and using the proposed model the students should be able to determine the temperatures in which both polymers have the same viscosity.

Estudio y diseño de materiales de impresión 3d que soporten los sistemas de esterilización médicos

“…Con las velocidades de cizalla real (γ HUVV ) y la tensión de cizalla real (τ HUVV ), se calculó la viscosidad (η) real con la expresión (4. Una vez obtenidos los valores de viscosidad real, se utilizó el modelo de Cross-WLF [276] para generar el modelo matemático de predicción de viscosidad del material función de las condiciones de extrusión sometidas:…”