Normas para plásticos

Ensayos de control de calidad en la inyección



Fundamentales para controlar el comportamiento de los plásticos



En este artículo realizado en base a una conferencia presentada por Gaiker, se indica una relación de los principales ensayos de laboratorio aplicables al control de calidad de los materiales termoplásticos. Se han excluido de esta relación ensayos de identificación delmaterial, como la espectrocopía infrarroja o la cromatografía, por no ser considerados como propios de un sistema de aseguramiento de calidad.

Los métodos de análisis térmico tienen gran importancia en la caracterización de los materiales termoplásticos debido a la gran relación existente entre sus propiedades y la temperatura. Los ensayos normalizados, como el Índice de Fluidez o la Temperaturade reblandecimiento Vicat, son los más utilizados por la industria debido a su rapidez, sencillez y comodidad. Otras técnicas muy usadas son: Calorimetría diferencial de barrido (DSC), Análisis termogravimétrico (TGA) y el Análisis térmico mecánico dinámico (DMTA).

Índice de Fluidez (UNE 53200, DIN 53735)

Consiste en calentar una muestra del material en un horno y aplicar sobre dicha masafundida un pistón con una carga normalizada. Se cuantifica la cantidad de material fundido que atraviesa una boquilla por unidad de tiempo. El ensayo se realiza con poca velocidad de cizallamiento.

Un peso molecular promedio elevado se traduce en índices de fluidez bajos, es decir, la masa fundida tiene una viscosidad elevada, como la que se requiere para la extrusión. Un peso molecular promediobajo equivale a índices de fluidez altos, es decir, la masa fundida presenta una viscosidad baja, ideal para la inyección. Los índices de fluidez habituales se sitúan en el intervalo de 0,5 g/ 10 min a 40 g/ 10 min.

A partir de la diferencia de índices de fluidez antes y después de la transformación se puede sacar la conclusión acerca de la degradación sufrida por el material durante la misma,es decir, el peso molecular promedio es menor debido a la rotura de las cadenas moleculares.

Temperatura de reblandecimiento Vicat (UNE 53118, DIN 53460, ISO 306)

Este método permite estudiar el reblandecimiento de los termoplásticos cuando la temperatura aumenta. El ensayo consiste en determinar la temperatura a la que un punzón cilíndrico de acero ha penetrado dentro de la probeta unaprofundidad de 1± 0,1 mm.

Para ello, se sumergen las probetas en un líquido de acondicionamiento térmico, después se carga el punzón con un peso constante y se calienta el líquido a 50 ó 120 º C/h. El peso utilizado es de 10 N para el método A y de 50 N para el método B. Las probetas tendrán un espesor entre 3 y 6 mm y unas dimensiones de 10 x 10 mm.

Calorimetría diferencial de barrido. (DSC)Es la más simple y universalmente empleada de las técnicas térmicas. En la calorimetría de barrido diferencial la muestra y la referencia se someten a una temperatura que aumenta en forma continua; en este caso, se agrega calor sobre la muestra o la referencia, a modo de mantenerlas a una temperatura idéntica. El calor agregado que se registra, compensa el que se pierde o se gana comoconsecuencia de reacciones endotérmicas o exotérmicas que tienen lugar en la muestra.

El material de referencia debe de cumplir una serie de carácterísticas para no desvirtuar la medida realizada: no debe experimentar eventos o procesos térmicos en el intervalo de temperatura a estudiar, no debe reaccionar con el crisol que lo contiene o con los termopares y su conductividad térmica debe ser similar a lade la muestra.

Generalmente, se utiliza como referencia un crisol vacío. La preparación de la muestra es importante para reducir la resistencia térmica en el sensor del equipo. Así se evitan gradientes de temperatura dentro de la muestra y el consiguiente fallo de la señal registrada. Por esta razón, las muestras ideales son films o muestras que ocupen perfectamente la parte inferior del...