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Desarrollar materia prima de polipropileno adaptable a múltiples procesos de producción requiere un estudio técnico que garantice su procesabilidad gracias a mantener las propiedades técnicas, mecánicas, reológicas y de flujo, generan beneficios para diferentes  aplicaciones.

Gracias a sus propiedades técnicas, de resistencia y versatilidad, el polipropileno o PP hoy es usado en industrias cómo automotriz, para piezas vehiculares, salud, para dispositivos médicos, textil, para alfombras, tapetes, además también es usado en  envases, entre otros.

Para lograr una materia prima tan versátil, es necesario desarrollar sus propiedades técnicas, estas se encuentran compiladas en su ficha técnica como herramienta principal, ya que contiene las especificaciones del producto y serán un insumo clave a la hora de su procesamiento.

Los valores de la ficha técnica son promedios usuales que se encuentran en el producto en diferentes variables presentes, estos se identifican a través de pruebas de desempeño y pruebas de laboratorio normalizadas:

Las pruebas de desempeño contemplan:

• Muestran el comportamiento del empaque en condiciones más cercanas a la aplicación real
• Se usan para homologación de productos y/o proveedores
• Requieren estandarización por normas ISO o NTC

Las pruebas normalizadas:

• Se usan para inspección y control de calidad de lotes
• Permiten el control de calidad y la certificación de producto
• Deben correlacionarse con las pruebas de desempeño

Análisis de propiedades de flujo del polipropileno

La reología es una deformación y flujo de los cuerpos, esto se debe al esfuerzo aplicado al material y los efectos de temperatura que juegan un papel importante en el comportamiento reológico de las aplicaciones. Podemos decir que la reología es una de las propiedades más interesantes en procesamiento de polímeros

La viscosidad es una propiedad que se puede modificar bajo ciertas condiciones de procesamiento y ayudas externas, los materiales más viscosos tienden a fluir con más dificultad que los materiales con menor viscosidad. Dentro de las propiedades que podemos encontrar para el manejo de la viscosidad están:

• Por cada cambio de 10° C en la temperatura, la viscosidad se reduce en un 14% (valores de referencia para un Polipropileno de reología controlada).
• La presión genera cambios pequeños en la viscosidad en procesos de extrusión.
• La presencia de cargas aumenta significativamente la viscosidad.
• Existen aditivos que reducen la viscosidad (ej. ceras).

Existen varios fenómenos asociados a la reología que producen diferentes condiciones en el procesamiento de las aplicaciones:

• Hinchamiento: Es producido por la fricción o esfuerzos de cizalla y este aumenta el volumen por la temperatura del polímero.
• Piel de tiburón: Es una anomalía que ocurre por altos niveles de cizalla en la superficie, lo que genera un bajo brillo y dificultades de flujo. Sin embargo, se tienen soluciones para este fenómeno: recubrimiento en el dado, lubricantes, mayor temperatura.
• Slip & Stick: Se presenta por hacer fluir algo que quiere ser elástico, mientras más elástico es la extrusión, más inestable es el material.

Por otro lado, tenemos el Melt flow, una variable importante para homologar aplicaciones, se asocia a procesabilidad, productividad y fragilidad. Es un proceso que se usa para extrusión e inyección permitiendo diferentes características.

• Extrusión: Se mantiene la misma forma durante el proceso productivo, ya que es un proceso continuo, se puede contar con diferentes espesores y la reología estable impacta el proceso y las propiedades de la aplicación.
• Inyección: Es un proceso por etapas, la reología influye en las propiedades superficiales y en la resistencia de las partes.

Propiedades mecánicas del Polipropileno

Las propiedades mecánicas son medidas en probetas inyectadas. Hay propiedades medidas en probetas comprimidas, o en películas que pueden dar resultados significativamente diferentes debido a las dimensiones de la probeta y a efectos del procesamiento.

Es importante medir diferentes aspectos y propiedades mecánicas para cada aplicación, por ejemplo:

• Tensil y elongación: Se puede hablar de 2 variables, resistencia máxima a la tensión (at yield) es la fuerza a la que el plástico dejará de deformarse de manera elástica y resistencia máxima a la tensión (at break), conocido como el estrés de tensión que se debe aplicar para que la probeta se fracture.
• Módulo de flexión: La resistencia a la flexión es la propiedad que tienen los materiales plásticos de soportar un esfuerzo sobre ellos antes de doblarse. El módulo de flexión se relaciona con la rigidez del material.
• Impacto Izod / Charpy: Es la propiedad que presentan los plásticos al resistir un golpe sin prolongar una fractura o falla, mide la capacidad de propagación de fallas en el material.
• Impacto Gardner: Representa la energía requerida para romper una probeta cilíndrica, a través de un impacto generado por la caída libre de un peso a partir de una altura, este se relaciona con la resistencia del material a romperse ante un impacto.

Es importante conocer aspectos fundamentales para decidir por una aplicación, las propiedades mecánicas definen el desempeño final del producto en la aplicación, por otro lado, las propiedades reológicas o de flujo definen la facilidad de procesamiento de una aplicación; la ficha técnica es un documento de referencia, una guía adaptable a la tecnología usada para cada tipo de producción.

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