Calidad en Plasticos

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREALFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Y SISTEMAS ENVASES, EMBALAJES Y TRANSPORTEESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

INTRODUCCIÒN

Los plásticos son sustancias químicas sintéticas denominados polímeros, de

estructura macromolecular que puede ser moldeada mediante calor o presión y

cuyo componente principal es el carbono. Estos polímeros son grandes

agrupaciones de monómeros unidos mediante un proceso químico llamado

polimerización. Los plásticos proporcionan el balance necesario de

propiedades que no pueden lograrse con otros materiales por ejemplo: color,

poco peso, tacto agradable y resistencia a la degradación ambiental y

biológica.

De hecho, plástico se refiere a un estado del material, pero no al material en sí:

los polímeros sintéticos habitualmente llamados plásticos, son en realidad

materiales sintéticos que pueden alcanzar el estado plástico, esto es cuando el

material se encuentra viscoso o fluido, y no tiene propiedades de resistencia a

esfuerzos mecánicos. Este estado se alcanza cuando el material en estado

sólido se transforma en estado plástico generalmente por calentamiento, y es

ideal para los diferentes procesos productivos ya que en este estado es cuando

el material puede manipularse de las distintas formas que existen en la

actualidad. Así que la palabra plástico es una forma de referirse a materiales

sintéticos capaces de entrar en un estado plástico, pero plástico no es

necesariamente el grupo de materiales a los que cotidianamente hace

referencia esta palabra.

CONTROL DE CALIDAD EN PLASTICOS Página 1


CONTROL DE CALIDAD EN PLASTICOS.

PLASTICO:

El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de distintas estructuras que carecen de un punto fijo de ebullición y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido restringido, se debe a que denota ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales.

La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un cierto grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad.

ETIMOLOGIA:

El vocablo plástico deriva del griego plastikos, que se traduce como moldeable. Los polímeros, las moléculas básicas de los plásticos, se hallan presentes en estado natural en algunas sustancias vegetales y animales como el caucho, la madera y el cuero, si bien en el ámbito de la moderna tecnología de los materiales tales compuestos no suelen encuadrarse en el grupo de los plásticos, que se reduce preferentemente a preparados sintéticos.

HISTORIA:



El invento del primer plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collarder ofreció una recompensa de 10.000 dolares a quien consiguiera un sustituto del marfil natural, destinado a la fabricación de bolas de billar. Una de las personas que compitieron fue el inventor norteamericano John Wesley Hyatt, quien desarrolló el celuloide disolviendo celulosa (material de origen natural) en una solución de alcanfor y etanol. Si bien Hyatt no ganó el premio, consiguió un producto muy comercial que sería vital para el posterior desarrollo de la industria cinematográfica de finales de s XIX.

En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de gran interés comercial, a partír de moléculas de fenol y formaldehído. Se bautizó con el nombre de baquelita y fué el primer plástico totalmente sintético de la historia, fue la primera de una serie de resinas sintéticas que revolucionaron la tecnología moderna iniciando la «era del plástico». A lo largo del siglo XX el uso del plástico se hizo

extremadamente popular y llegó a sustituir a otros materiales tanto en el ámbito doméstico, como industrial y comercial.

En 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de los materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos realizados a probar estas afirmaciones iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química.

EVOLUCIÒN:

Los resultados alcanzados por los primeros plásticos incentivaron a los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polímeros. En la década del 30, químicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al que llamaron polietileno (PE). Hacia los años 50 aparece el polipropileno (PP).



Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógenopor uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material más blando, sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plástico parecido al PVC es el politetrafluoretileno (PTFE), conocido popularmente como teflón y usado para rodillos y sartenes antiadherentes.

Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemaniafue el poliestireno (PS), un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos, potes y hueveras. El poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado básicamente para embalaje y aislante térmico.

También en los años 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon. Su descubridor fue el químico Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Dupont. Descubrió que dos sustancias químicas como el hexametilendiamina y ácido adípico, formaban polímeros que bombeados a través de agujeros y estirados formaban hilos que podían tejerse. Su primer uso fue la fabricación de paracaídas para las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda GuerraMundial, extendiéndose rápidamente a la industria textil en la fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán.

En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de envases.



PROPIEDADES Y CARÁCTERÌSTICAS:

Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos (aunque no siempre se cumplen en determinados plásticos especiales) son estas:

fáciles de trabajar y moldear, tienen un bajo costo de producción, poseen baja densidad, suelen ser impermeables, buenos aislantes eléctricos, aceptables aislantes acústicos, buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas

muy elevadas, resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos; algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, y si se queman, son

muy contaminantes.

CODIFICACION DE PLASTICOS:

Existe una gran variedad de plásticos y para clasificarlos, existe un sistema de codificación que se muestra en la Tabla 1. Los productos llevan una marca que

consiste en el símbolo internacional de reciclado con el código correspondiente en medio según el material específico.


http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Recycling_symbol.svg


Tabla 1. Codificación internacional para los distintos plásticos.

Tipo de plástico

:

Polietileno

Tereftalato

Polietileno de alta

densidad

Policloruro de vinilo

Polietileno de baja

densidad

Polipropileno

Poliestireno

Otros

Acrónimo

PETPEAD/ PEHD

PVCPEBD/ PELD

PP PSOtros

Código 5

1 2 3 4 5 6 7

PLÀSTICOS BIODEGRADABLES:

A fines del siglo XX el precio del petróleo disminuyó, y de la misma manera decayó el interés por los plásticos biodegradables. En los últimos años esta tendencia se ha revertido, además de producirse un aumento en el precio del petróleo, se ha tomado mayor conciencia de que las reservas petroleras se están agotando de manera alarmante. Dentro de este contexto, se observa un marcado incremento en el interés científico e industrial en la investigación para la producción de plásticos biodegradables o EDPs (environmentally degradable polymers and plastics). La fabricación de plásticos biodegradables a partir de materiales naturales, es uno de los grandes retos en diferentes sectores; industriales, agrícolas, y de materiales para servicios varios. Ante esta perspectiva, las investigaciones que involucran a los plásticos obtenidos de otras fuentes han tomado un nuevo impulso y los polihidroxialcanoatos aparecen como una alternativa altamente prometedora.

La sustitución de los plásticos actuales por plásticos biodegradables es una vía por la cual el efecto contaminante de aquellos, se vería disminuido en el medio ambiente. Los desechos de plásticos biodegradables pueden ser tratados como desechos orgánicos y eliminarlos en los depósitos sanitarios, donde su degradación se realice en exiguos períodos de tiempo.

Los polímeros biodegradables se pueden clasificar de la siguiente manera:



Polímeros extraídos o removidos directamente de la biomasa: polisacáridos como almidón y celulosa. Proteínas como caseína, queratina, y colágeno.

Polímeros producidos por síntesis química clásica utilizando monómeros biológicos de fuentes renovables.

Polímeros producidos por microorganismos, bacterias productoras nativas o modificadas genéticamente.

CALIDAD EN PLASTICOS:

METODOS DE ENSAYO GENERALES PARA PLASTICOS:

Los ensayos de plásticos, como tema general, pueden incluir tanto los polímeros puros en fabricación como la recepción de materiales, probetas o muestras manufacturadas y de productos terminados, estén fabricados a partir de plásticos solos o reforzados con fibras, así como los correspondientes a éstas. Nuestro interés en dar una información coherente, e industrial y comercialmente útil, hace que se limite el alcance de este informe a los ensayos más frecuentes en la industria y a los equipos correspondientes.

EVALUACION DE LOS RESULTADOS DE ENSAYO:

Los equipos actuales de ensayo facilitan la identificación y características de los plásticos ensayados al permitir registrarlos informáticamente, obteniendo valores medios más significativos, aunque debe tenerse en cuenta, al utilizar estos sistemas, que el resultado final no debe presentar más decimales que el factor que más tenía. La desviación normalizada (error medio) define la exactitud de una serie de mediciones y, cuanto más pequeña sea, tanto más exacta es la medición.

MEDICION DE PROPIEDADES FISICO-MECANICAS:

Densidad- Se utiliza una balanza hidrostática en que la muestra, después de pesarla en el aire (masa m), se pesa suspendida (masa m) dentro de un líquido de ensayo (agua destilada, o metanol para goma, PE y PP) cuya densidad (F) viene dada por un aerómetro y la densidad se calcula según la fórmula = (m x

F)/(m-m), con resultado en g/cm o bien kg/m si se trata de espumas.

Contenido de cargas o refuerzo de fibras- Se precisa una balanza analítica, un horno (mufla) capaz de alcanzar 700 C y un crisol, sobre el que se colocan 0,3-o,5 g de la muestra previamente pesada y seca y se vaporizan todos los componentes orgánicos a unos 650 C. El peso de la muestra residual, sin color pardo (material carbonizado) dará la proporción -en peso- de las cargas o



refuerzo. Es conveniente identificar correctamente el polímero para tener en cuenta su densidad y evaluar la proporción volumétrica.

Ensayo de tracción- Se preparan probetas por prensado, arranque de viruta, estratificado o inyección con dimensiones según DIN 16770 y se efectúa el ensayo con dinamómetros según DIN 51221 y con un registro gráfico para trazar la correspondiente curva de tensión-elongación. La evaluación se efectúa manualmente, a menos de disponer una conexión a ordenador con programa CAT (Computer Aided Testing). En este ensayo puede determinarse también el número de Poisson o índice de contracción transversal.

Ensayo de compresión- Se preparan 5 probetas como en el ensayo anterior y se efectúa el ensayo en máquinas universales de ensayo provistas de registro para curvas de tensión de compresión-recalcado, o en máquinas especiales según DIN 51223 y los resultados se evalúan como en el ensayo anterior.

Ensayo de flexión- Las probetas se preparan con la misma norma DIN 16770 y se realizan sobre máquinas especiales de flexión o en el dispositivo para flexión de dinamómetros con medición de fuerza F y de la flexión f, registrándose los diagramas correspondientes, que se evalúan como en el caso anterior.

Ensayo de vibración torsional- En este ensayo se estudia el comportamiento elástico y la atenuación de plásticos y elastómeros sometidos a pequeños giros dinámicos de baja frecuencia. A partir del trazado del módulo de cizallamiento y de la atenuación mecánica se pueden apreciar los ámbitos en que los plásticos atraviesan por estados duros, tenaces o elásticos. Se denota el intervalo de fusión de las cristalitas en y la temperatura de fragilización de los termoplásticos semicristalinos, lo que permite la clasificación del material en amorfo, semicristalino, termoelástico, elastómero o termoestable. El ensayo se efectúa en una cámara de acondicionamiento térmico provista de un foco y un espejo en forma de disco volante suspendido del extremo inferior libre de la probeta, que oscila sobre su eje vertical y el espejo envía el reflejo de la oscilación producida a un registro gráfico. A partir de éste se obtienen los módulos de elasticidad dinámico y el de cizallamiento estático.

Ensayo de dureza a la presión de la bola- Se efectúa mediante un durómetro con una bola en la punta que, tras apoyarla libremente sobre la muestra, al aplicar una fuerza determinada, penetra en una profundidad que registra el aparato para dar la medida de dureza. Si la muestra tiene 4 mm o menos de espesor, debe registrarse para tener en cuenta el posible efecto de la base de apoyo.



Ensayo de resistencia al impacto- Se suelen utilizar tres tipos de probetas; la varilla de 50x6x4 mm es la clásica para termoplásticos, la de 120x15x10 mm para reforzados con fibras y la Dynstat DIN 53435 de 15x10x(1,2 a 4,5) mm la indicada para tomarla a partir de piezas inyectadas. Se utilizan con entallas en U, W o perforadas para el ensayo con entalla. Se utilizan aparatos de tipo de péndulo con un martillo que desarrolle enre el 80% y el 10% de su capacidad de trabajo. El ensayo Charpy es de flexión entre tres puntos, estando fijada la probeta en ambos extremos y golpeando el martillo en el centro.

Ensayo de flexión-impacto- En el impacto Izod se sujeta la probeta entallada por un solo extremo con una mordaza fija y otra móvil, en posición lateral. El cálculo de resistencia al impacto se realiza a partir del diferencial de los trabajos de choque que se lee en el mismo aparato. Puede efectuarse con la entalla en la cara que recibe el choque (ISO 180/1A) o en la cara opuesta (ISO 180/1C), en la zona de compresión/flexión (reversed notch).

Figura 2 Este aparato permite ensayar la calidad y procesabilidada de los termoplásticos y otros materiales obteniendo un gráfico de torque y temperatura respecto a tiempo del que se deducen diversos parámetros de producción.

Ensayo de tracción-impacto-La probeta puede o no tener entalla y se somete a una fuerza repartida por toda la sección, hasta la rotura. Este ensayo, más costoso, se suele utilizar cuando no ha habido rotura en el ensayo Charpy. La probeta se fija por un extremo y se sujeta por otro a un yugo móvil que es el que recibe, por ambos lados de la probeta, el golpe del martillo que tiene la parte inferior hendida convenientemente, de modo que la probeta sufre siempre un golpe a tracción.

Ensayo de tracción a largo plazo- Los termoplásticos presentan ya a temperatura ambiente una plastodeformación (flujo en frío). Este ensayo permite calcular la deformación y resistencia de piezas sometidas a una tensión monoaxial durante un tiempo prolongado o, en el caso de tubos a presión interna, multiaxial. Se someten a diferentes tensiones varias probetas y se registran las curvas de alargamiento en función del tiempo. Si el ensayo se efectúa en medios agresivos, puede determinarse si aparece tensofisuración.

Ensayo de vibración en el tiempo- Si los productos han de someterse a esfuerzo dinámico, no son válidos los parámetros estáticos y debe tenerse en cuenta la fatiga. Para ello se hacen vibrar probetas con una carga pulsatoria,


http://www.plastunivers.com/gif/pc/Revista/39/r39s5f02.jpg


determinando resistencias por vibración, en general hasta 107 ciclos, con una frecuencia menor de 10 Hz para evitar un calentamiento inadmisible. La máquina según DIN 53442 debe aplicar flexiones en vaivén, pero no en sentido transversal. Se determinan las curvas de Wöhler que relacionan tensiones, amplitud, frecuencia y número de ciclos hasta el fallo, así como la línea de deterioro determinada por una caída de la tensión durante el ensayo o alteraciones visibles en la probeta.

Ensayos de fricción y desgaste- Para obtener estas características deben relacionarse los pares de materiales entre los que se produce la fricción, teniendo en cuenta la temperatura, calidad y presión superficiales y velocidad de deslizamiento. Los ensayos se efectúan con discos abrasivos Böhme o con volantes de fricción.

MEDICION DE PROPIEDADES TERMICAS:

Resistencia a deformación por calor según Martens- Se sitúa la probeta en vertical anclada por la parte inferior y en la superior se sujeta un brazo de l=240 mm y se mide la temperatura a cada 6 mm de descenso de la punta del brazo. Conviene efectuar el ensayo en cámara para evitar la influencia de las corrientes de aire.

Determinación de la temperatura de deformación por calor- Según DIN 53461, el ensayo se monta situando la probeta de canto en un baño (de aceite de silicona) a 100 mm de distancia entre apoyos y se aplica la fuerza en el centro de la probeta mediante un peso. La temperatura de deformación se mide al alcanzar una flecha específica correspondiente a la altura de la probeta.

Temperatura de reblandecimiento Vicat- Con la probeta sumergida en un líquido de acondicionamiento térmico, el ensayo se realiza mediante la presión de un punzón cilíndrico de acero, cargado con un peso constante, cuya punta tiene una superficie de apoyo de 1 mm y se inicia a unos 50 K por debajo del Vicat esperado, incrementando luego la temperatura a razon de 50 K/hora o 120 K/hora, hasta que el punzón penetra hasta 10,1 mm.

Figura 3 Entre los aparatos de ensayo citados pero no descritos se encuentra éste de ensayo de preformas de envases para medir su soplabilidad y detectar de antemano problemas en la producción.




Intervalos de temperatura de uso- Son las temperaturas máxima en que una pieza de un plástico no rebasa la deformación o tensión admisibles como consecuencia de la pérdida de módulo elástico, y mínima en que no se produce una fragilización importante. Como dependen también del nivel de solicitación, estos datos tienen una validez relativa y para determinarlos en función de las cargas es mejor tomar como guía el ensayo de vibración torsional arriba descrito.

Ensayo de conductividad térmica- Se efectúa situando en sandwich dos probetas entre tres planchas metálicas de Poensgen, la central calefactora y las externas refrigerantes, situando el conjunto en un aislante térmico. Las temperaturas superficiales se miden con termoelementos, con diferenciales entre la cara caliente y fría de la probeta de 10 K y la conductividad se mide en relación con el flujo térmico.

Medición del coeficiente de dilatación lineal- Debe tenerse en cuenta, al utilizar el dilatómetro para metales que, debido a la contracción posterior y a la absorción de humedad, los plásticos dan errores mayores. Puede efectuarse el ensayo por aumento constante de la temperatura (1 K/min), o bien por medición entre dos puntos a dos temperaturas y se determina el coeficiente durante el calentamiento y enfriamiento posterior, sin que en el intervalo de temperaturas elegido puedan ocurrir cambios de estado (puntos de transición térmica).

EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO AL FUEGO:

El comportamiento frente a la llama de pende de varios factores: el espesor del material, si existe un porcentaje elevado de cargas inertes o de absorción de humedad (PA) y, en el caso de los composites, del porcentaje de fibras. Si éstas superan el 50% en volumen, el material arde con dificultad y sólo superficialmente (la matriz en superficie) y luego es incombustible.

Ensayos de combustibilidad- Existen varios ensayos cuya aplicación depende de la legislación de cada país. El más universal es el de la norma UL 94 V de los Underwriters Laboratories, que usa 5 probetas de 127 mm suspendidas verticalmente sobre un mechero en una vitrina sin tiro de aire. La distancia de la boca de la llama, de 19 mm de longitud, al extremo inferior de la probeta es de 9,5 mm y se somete al fuego dos veces durante 10 s. La clasificación depende de los tiempos en que continúa encendida la probeta (si arde), de si se quema por completo o de si se funde y gotea.

MEDICION DE PROPIEDADES ELECTRICAS:



Rigidez dieléctrica- Al aumentar la diferencia de potencial entre dos electrodos separados por un material aislante se produce una perforación en éste y, a veces, una descarga a través del aire en su superficie. Este voltaje de perforación o disruptivo, dividido por el espesor del material define la rigidez dieléctrica, que no es la misma para todos los espesores. Para el ensayo se utilizan varios tipos de electrodo: de plancha contra plancha P/P, de bola contra bola B/B o de bola contra plancha B/P, siendo el más frecuente el B20/P50 en aceite de transformador (bola Ø20 mm/plancha Ø50 mm) y probeta de s = 3 mm. Se utiliza voltaje alterno técnico incrementando desde cero hasta producir la perforación.

Resistencia superficial específica- Al colocar dos electrodos sobre una placa de plástico, la corriente circula por la superficie de la misma y también por el interior. Esta resistencia aumenta cuando disminuye el espesor de la probeta, el ancho de los electrodos y el voltaje aplicado. Influyen además la humedad de la probeta y del aire, así como la contaminación o suciedad superficial del plástico. Los electrodos suelen ser dos cuchillas metálicas elásticas o trazos adherentes de plata.

Resistencia transversal específica- En este caso, el electrodo es un disco con anillo de protección de toma de tierra y el contraelectrodo una placa con pies aislantes, situándose entrambos una probeta con una presión de 0,2 N/cm. Si el contacto no es perfecto se aplican trazos de plata adherente. La resistencia transversal se calcula por la resistencia medida, multiplicada por la superficie y dividida por el espesor de la probeta.

Formación de caminos de fuga- Éstos resultan de la formación de atajos conductores en la superficie del plástico (tracking) y se ensaya con una disposición en la que sobre la probeta contactan dos electrodos en forma de cuchilla inclinados a 30 y separados por 40,1 mm. En la franja entre ambos se dejan caer gotas de una solución de NH4Cl al 0,1% o con otros aditivos a intervalos de 30 s. En la determinación de índice comparativo (CTI) se halla el voltaje máximo después de 50 gotas sin formar camino de fuga con erosión superficial.

Constante dieléctrica y factor de pérdida- La constante es el cociente de la capacidad de un condensador con aislante del material a medir con la del mismo con los electrodos separados por vacío y representa el grado de polarización del aislante. El factor de pérdida tan de un aislante es la tangente del ángulo de pérdida, equivalente a un desfase /2 entre intensidad y voltaje en el condensador. El instrumento de medida es un puente Schering de alta tensión (50 Hz) o puente de baja tensión con o sin derivación de Wagner (50 Hz, 1 kHz, 1 MHz).



MEDICION DE PROPIEDADES OPTICAS:

Medida del índice de refracción- Esta medida es particularmente útil para la identificación de los plásticos, ya que permite deducir la composición y el grado de polimerización. Las medidas de la probeta, que deben tener dos caras paralelas, se adaptan a las del refractómetro utilizado. Conviene que éste tenga los prismas calefactables y refrigerables porque a partir del coeficiente de temperatura del índice se puede hallar el intervalo de reblandecimiento

Figura 4 Los ensayos de propiedades mecánicas pueden realizarse en su casi totalidad en máquinas combinadas que además de su conexión a ordenador, ofrecen los datos del ensayo en la propia pantalla.

Transparencia de materiales sólidos- En los plásticos depende del espesor de la pieza, del grado de pureza del plástico y, en los semicristalinos, del grados de cristalización. El ensayo consiste en situar la robeta entre un foco luminoso y una fotocélula en un aparato de medidas normalizadas y la intensidad de la luz transmitida se mide mediante un galvanómetro.

MEDICION DE PROPIEDADES REOLOGICAS:

La viscosidad (fluidez) de los termoplásticos es ilustrativa del peso molecular medio que corresponde a una distribución determinada de los pesos moleculares. Durante el proceso de plastificación se producen cambios debido a roturas de cadenas moleculares por cizallamiento o excesos de temperatura, con lo que la medición previa y posterior al moldeo determina la calidad del mismo. Los materiales de relleno y refuerzo influyen de modo irregular en la viscosidad. Para caracterizar a las masas termoplásticas se recurre al índice de fluidez MFI, al índice de fluidez volumétrico MVI o al índice de viscosidad J.

Figura 5 El ensayo de péndulo se utiliza para medir la resistencia al impacto y el cabezal está bifurcado tanto para el montaje de diversos martillos como para el ensayo de impacto a tracción que se efectúa golpeando un yugo al exterior de la probeta.

Determinacion del índice de fusión (fluidez)- El viscosímetro permite determinar los índices MFI y MVI para temperaturas y solicitaciones definidas del material. Como el ensayo se efectúa con poca velocidad de cizallamiento, estos índices sólo pueden tomarse como puntos de referencia de la reología del material durante los procesos de transformación, en que estas velocidades





son elevadas. Durante el ensayo, se funde una cantidad de unos 6 g de muestra del material en el viscosímetro (que es un simple cilindro vertical con una boquilla de Ø 2,0950,005 mm) hasta una determinada temperatura y se le empuja con un pistón cargado, por el que sale en forma de macarrón durante un tiempo T. La medida clásica del MFI se da en g/10 min y la del MVI en cm/10 min.

Indice de viscosidad J- La medición de plásticos en disolución en un viscosímetro Ubbelohde permite determinar su índice de viscosidad J, que guarda relación directa con el peso molecular medio. Para el ensayo se deben separar los sólidos (cargas, pigmentos y fibras) y se comparan los tiempos de salida de los disolventes sólos y de las disoluciones a través de los capilares del viscosímetro.

Figura 6 La medida del índice de viscosidad J se efectúa mediante reómetros de extrusión capilar dotados de todos los automatismos precisos para el registro de los resultados.

OTROS ENSAYOS:

Existe un número de ensayos especificos para materias especiales, como composites, que incluyen el grado de pegajosidad de los pre-pregs y masas de moldeo, o sus productos acabados que, para la industria aeroespacial, utilizan incluso tomografía axial computerizada (TAC) con scanners de un tamaño (y coste) gigantesco en comparación con los usados en medicina. También son frecuentes ensayos de productos acabados, especialmente de hermeticidad en envases o de defectos en película mediante medios ópticos, a gran velocidad e incluso en línea. Otros ensayos pertenecen al mundo de la simulación, como el del llenado de moldes de inyección en ordenador, pero la limitación de espacio nos ha obligado a describir sólo los ensayos básicos que proporcionan los principales parámetros de los materiales de moldeo. La oferta de medios de ensayo es una de las más amplias del mercado de los plásticos y esperamos que estas líneas ayuden a plantear las preguntas adecuadas cuando se contemple una adquisición de equipos.

TENDENCIAS EN ENVASES PLASTICOS:

Nuevas Tapas Reflejan El Crecimiento De Los Envases Plásticos Para Alimentos Procesados:

Han sido lanzados al mercado, dos nuevos cierres para envases plásticos de boca ancha, que ofrecen una mayor comodidad y funcionalidad en aplicaciones de alimentos procesados.




Con la prohibición de la normativa HACCP del uso del vidrio en entornos de alimentos procesados, muchos fabricantes de alimentos se han visto atraídos por los beneficios del embalaje de plástico – ligero, irrompible y, gracias a los adelantos en la tecnología de barrera, con un alto grado de protección del producto a largo plazo.

Con este creciente mercado en mente, RPC Halstead ha invertido en desarrollar cierres de plástico de rosca de 89 mm y 100 mm para envases de boca ancha. Moldeados por inyección en polipropileno, son apropiados tanto para el autoclave como para la pasteurización, haciéndolos ideales para alimentos con una larga vida útil a temperaturas de medio ambiente.

Los cierres pueden especificarse con un forro de barrera termosellable de inducción pelable o soldado para rematar el paquete.

Los cierres utilizan una rosca de inicio sencillo, lo que significa que la tapa deberá girarse completamente para abrirse, una ventaja en los ajetreados establecimientos de catering en los que existe riesgo de vertido accidental.

Ambos tamaños son completamente compatibles con la gama estándar de envases para alimentos procesados, elaborados en otras fábricas. Estos envases se encuentran disponibles en colores blanco y negro como estándar; y los cierres también pueden fabricarse cromocodificados para satisfacer los requerimientos específicos de la marca.

“Con la sustitución del vidrio convirtiéndose en una tendencia creciente, los fabricantes de alimentos requieren unas soluciones de cierre robustas y



convenientes para acomodarse a los envases de plástico para alimentos procesados,” comenta Phil Goodwins, Director de Ventas y Marketing de RPC Halstead. “El lanzamiento de nuestros nuevos tamaños de tapa de diámetro de boca ancha satisface esta creciente demanda.”

Nuevos Plásticos A Base De Maíz Que Pueden Resistir Altas Temperaturas:

Las tapas plásticas para las tazas con café caliente que previenen salpicaduras y quemaduras, podrían muy pronto ser fabricadas de plástico biodegradable a base de maíz.

Científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS por sus siglas en inglés) están desarrollando nuevos plásticos a base de maíz que pueden resistir el calor. Este proyecto es una de las prioridades más altas de investigaciones cooperativas en curso desde el 2007 trabajado, por científicos en el Centro de Investigación de la Región Occidental mantenido por el ARS en Albany, California.

El Químico William J. Orts, quien dirige la Unidad de Investigación de la Química y la Ingeniería de los Bioproductos en el centro en Albany, trabaja actualmente con los investigadores Allison Flynn y Lennard T. Torres de la compañía Lapol, LLC, en Santa Barbara, California, para aumentar la gama de usos para los plásticos a base de maíz.

La asociación es parte de un acuerdo de investigación y desarrollo cooperativo, con el objetivo de producir los plásticos a base de maíz como una alternativa a los productos derivados del petróleo.

Los Bioplásticos ofrecen algunas ventajasLos plásticos a base de maíz y otros recursos naturales renovables son generalmente biodegradables. Aunque los plásticos a base de petroquímicos pueden ser biodegradables, son derivados de una fuente finita y no renovable: el petróleo.

Además, la producción de plásticos a base de maíz normalmente causa menos contaminación, incluyendo menos emisiones de gases de invernadero que la producción de plásticos a base de petróleo.

Los plásticos a base de maíz se producen fermentando el azúcar de maíz para hacer ácido láctico. Luego, el ácido láctico se usa para formar un bioplástico llamado ácido poliláctico, o PLA. Pero el PLA tiene menos tolerancia al calor que algunos plásticos a base de petróleo. “Esto significa que no podemos usar PLA, en algunas aplicaciones”, dice Flynn.



En el sector de plásticos, se llama la temperatura necesaria para deformar el PLA; “la temperatura de la desviación del calor”.

Para superar este problema, Flynn, Torres y Orts están desarrollando un nuevo producto. Conocido como un “modificador de la temperatura de la desviación del calor”, este producto se puede mezclar con PLA para aumentar la tolerancia del PLA al calor. El modificador es más del 90 por ciento a base de maíz y es completamente biodegradable, según Flynn.

Pruebas preliminares en el laboratorio de Albany han mostrado que, cuando mezclado con PLA, el modificador puede aumentar la temperatura de la desviación del calor de PLA por lo menos 50 grados Fahrenheit. Con más investigaciones y desarrollo, el modificador podría hacer posible la fabricación de cientos de productos a base del bioplástico PLA.



Un grupo de investigadores que incluye químico William J. Orts (izquierda) y sus colaboradores Allison Flynn y Lennard Torres con la empresa Lapol, LLC, de Santa Barbara, California, está trabajando en desarrollar un bioplastico a base de maíz que tiene más tolerancia al calor.

Los productos del futuro podrían incluir no sólo tapas para las tazas de café caliente, sino también botellas u otros recipientes de comidas y bebidas que van a llenarse ‘hot-filled’–es decir, recipientes llenados con contenidos calientes durante el proceso de pasteurización. Ejemplos incluyen catsup de tomate o algunos tipos de jugos de fruta. Actualmente PLA no puede tolerar el calor de ‘hot-filling’.

ARS y Lapol están solicitando un patente sobre su invención.



“Actualmente no hay modificadores de la temperatura de la desviación del calor para PLA que están disponibles comercialmente”, dice Randall A. Smith, director de operaciones de Lapol. “Es un mercado emergente”.

Los resultados preliminares son muy prometedores para el modificador de la temperatura de la desviación del calor lo que sugiere que habrá nuevas oportunidades para PLA en el futuro.Gran abundancia de productos a base de maízPara el hogar e industria, científicos del ARS están inventando nuevos productos a base de maíz que son amigables con el medio ambiente. Varios artículos publicados en ediciones previas de la revista Agricultural Research (disponibles en Internet en ars.usda.gov/is/ar) ofrecen más información sobre estas investigaciones.

Nuevo Envase Dosificador Para Productos De Planchar:

Star Brands Ltd, uno de los principales fabricantes británicos de productos de limpieza para el hogar, ha seleccionado un envase de PET para una marca de etiqueta blanca de productos para añadir al agua de planchar.Fabricado por Star Brands para los más importantes minoristas multimarca, el especialmente formulado ‘Fabric Freshener’ se echa en la plancha para dar a la ropa una frescura y fragancia duraderas.



Star Brands buscaba un envase rígido con un dispositivo dosificador para facilitar el vertido. El envase de PET del fabricante de envases RPC Llantrisant ofrece un diseño ahusado que termina en un pitorro integral con reborde que asegura un suministro suave del producto.

Posteriormente, Star Brands pone la tapa y la etiqueta al envase para satisfacer las especificaciones del cliente.

“Nuestro proveedor de envases, ha ideado una solución altamente conveniente para este producto que se añade al agua de la plancha y que combina una gran resistencia a la manipulación con un efectivo mecanismo de vertido,” comenta David Mann, Director Gerente de Starbrands Ltd.

Envase ‘IMPOSIBLE’ Ya Sé Está Enviando Por Correo:

Un ‘envase Pont’ de plástico para la entrega de productos farmacéuticos por correo, ha resaltado la experiencia y conocimientos técnicos del Departamento de Diseño de la empresa proveedora, RPC.Desarrollado en combinación con Pont Europe, la intención subyacente tras el concepto es proporcionar un recipiente rígido para la entrega segura de vitaminas y productos similares de venta por correo a través del correo estándar de cartas, en vez del servicio más caro de paquetes postales.



El requisito clave era que el envase debía tener menos de 25 mm de fondo para acomodarse a los parámetros del tamaño de carta estándar. Al mismo tiempo, la apertura del cuello debía ser lo más ancha posible para facilitar su llenado.

Esta dimensión presentó un importante reto técnico para el fabricante del envase, ya que la forma del envase está fuera de las tolerancias convencionales de soplado. “Por lo general, la razón de anchura a profundidad tiene que ser 2,5:1 para hacer que la pieza pueda ser soplada con una óptima distribución del material, pero eso no se adaptaría al tamaño postal requerido por Pont,” explica Jim Dale, Gerente de Diseño de RPC.

“El equipo técnico trabajó duramente para asegurar que este concepto con una razón de anchura a profundidad de más de 4:1 fuera viable, con la creación de un utillaje piloto para fabricar un prototipo factible,” añade.

Las pruebas fueron todo un éxito y RPC Market Rasen, especialista en recipientes de plástico inusuales y a medida, fabricó el envase de HDPE moldeado por soplado, además de gestionar el proyecto global. “El equipo de RPC Market Rasen trabajó duro para reunir los numerosos elementos y hacer que el envase fuera todo un éxito,” confirma Philip Lindsay, Director de Ventas y Marketing de RPC Market Rasen.

“Los elementos incluían el trepanado no-redondeado del cuello para potenciar al máximo la abertura, manteniendo los paneles laterales consistentemente planos y combinando todo esto con una gran resistencia en las esquinas para facilitar un etiquetado envolvente de calidad.”

La tapa rectangular a juego es moldeada en polipropileno por RPC Halstead. Una vez más, esto presentó sus propios retos debido a su molde de pared delgada, requerido para asegurar un acople perfecto a la botella dentro de la profundidad máxima de 25 mm del envase completo.

Una vez lleno, el cuello de botella rectangular se sella por inducción para garantizar su hermeticidad e inviolabilidad. RPC trabajó en estrecha colaboración con Pont para asegurar que el taco del sello de inducción pudiera aplicarse con éxito a la larga y delgada forma del envase.

“El envase Pont ha sido un codiciado concepto durante mucho tiempo, aunque varios intentos anteriores han fracasado debido a los retos técnicos asociados. Estamos encantados de que el ingenio y pericia de RPC hayan conseguido lo imposible,” explica Max van de Grift, Director de la Cadena de Suministro de Pont Europe.



“El envase ya ha sido expuesto en la feria de muestras de Vitafood en Ginebra, consiguiendo unos elogios unánimes y, en la actualidad, lo estamos presentando a varios galardones de embalaje en la región del Benelux,” añade.

Moldeo por inyección: Alta tecnología vital – Motor de innovación para la tecnología médica:

Las posibilidades de la tecnología de moldeo por inyección parecen ser ilimitadas.

No importa lo compleja que sea la geometría de un artículo de plástico, puede conseguirse con las múltiples variantes de procedimientos de moldeo por inyección. Métodos innovadores especiales como tecnología de multicomponentes, decoración e inserción, el moldeo por inyección de espuma, la inyección de gas y agua, combinaciones de procedimientos, tecnología de paredes finas y, cada vez más, la micro y nanotecnología permiten satisfacer las exigencias más diversas de los diferentes sectores.

Las piezas de plástico moldeadas por inyección están presentes en todas las facetas de la vida: Ya sea en forma de carcasas para teléfonos móviles, cajas de transporte para bebidas, figuras de juguete, ruedas dentadas para mecanismos de regulación, parachoques de automóviles, vasos, como CD o DVD o como cuerpos de jeringuillas en la tecnología médica – las piezas de



moldeo por inyección se encuentran en todas partes y en todos los tamaños, desde unos pocos microgramos hasta varios kilos de peso. Agrupar varios componentes en una única pieza de moldeo por inyección, integrar la mayor cantidad de funciones posibles en una pieza o también transformar lo que hasta ahora eran varias fases de trabajo de métodos de producción completos en un proceso de una sola fase – estos aspectos figuran entre los impulsores de innovación fundamentales en el sector del moldeo por inyección.

En la tecnología médica, la tecnología de moldeo por inyección ofrece un campo ideal con posibilidades infinitas. Junto al avance permanente en la tecnología de procedimientos, el desarrollo de nuevos tipos de materiales abre áreas de aplicación adicionales. Esterilizabilidad, biocompatibilidad, propiedades antimicrobianas, propiedades barrera especiales, tecnología de nano y microsistemas, materiales biodegradables y resorbibles son sólo algunos de los aspectos fundamentales con los que los desarrolladores de materiales impulsan el avance en este campo vital. La tecnología médica seguirá siendo un sector de futuro y generará múltiples innovaciones.

Para poder ser proveedor, especialmente en el campo de la tecnología médica, no sólo es necesario ser innovador, fabricar con economía y alta calidad, sino dominar también las normas vigentes.



CONCLUSIONES:

Otro punto importante es que para la producción de todos los tipos y medidas de envases se emplea el mismo procedimiento, la única diferencia radica en los dados o matrices que se le colocan a las máquinas, procedimiento que toma sólo algunos segundos.En cuanto a la coloración de los envases de plásticos, lo único que se hace es combinar polvos colorantes con el polietileno; esto normalmente se realiza en una Máquina Revolvedora pero en el caso de Miniplast, este paso es realizado manualmente revolviendo la mezcla en costales de 25Kg. Cabe mencionar que la mezcla debe contener un 5% de colorante sobre la cantidad total a procesar de polietileno.Este trabajo nos demostró lo importante e interesante que puede ser ingresar como empresario en el área de los plásticos, negocio que recomendamos ampliamente. Exponemos nuestras razones a continuación.

De los ensayos de plásticos pueden obtenerse resultados muy dispersos debido tanto a la fabricación y aditivado de las materias como a los procesos de transformación. Por ello, son precisos diversos análisis para determinar los parámetros del material.


Calidad en Plasticos

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