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

[EN] Polymers are manufactured in molted state, so the rheological properties are mandatory in order to analyzeand evaluate its processability. The prediction of the viscoelastic response of a material and the simulationof 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 bers with self-crimping e ect it is essentialthat the two components have the same viscosity at the nozzle outlet. In order to obtain such viscosityeach component must be extruded at a di erent temperature maintaining all other processing conditionsunchanged. Using Cross-WLF rheological modelization is it feasible to determine the temperatures for twopolymeric materials in order to obtain the same melt viscosity. In the current work a practical session hasbeen proposed for students of Materials Engineering. Using a capillary rheometer, the students should beable to determine the rheological behavior of two thermoplastic polymers. After adjusting the behavior ofthe polymers to Cross-WLF model and using the proposed model the students should be able to determinethe temperatures in which both polymers have the same viscosity.

[ES] 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 ajustar dicho comportamiento al modelo de Cross-WLF y con ayuda de este modelo determinar las parejas de temperaturas dónde ambos polímeros estudiados presentan la misma viscosidad.