Dinámica y Reología de los Plásticos

Wasserstrahl grnLos polímeros son moléculas largas hechas de juntar muchas pequeñas moléculas (o monómeros). A veces las moléculas de polímero son lineales, pero muy a menudo, especialmente en el caso del polietileno de baja densidad (LDPE) utilizado para hacer botellas de plástico, que contienen muchas ramas.

Durante la fabricación de materiales y productos poliméricos (o plásticos), los líquidos que contienen polímeros están sujetos a su flujo. El modo en que reaccionan estos líquidos está determinado por las formas o configuraciones que adoptan las moléculas. Las moléculas de polímero se comportan como resortes y se estiran por el flujo, dando lugar al comportamiento fuertemente elástico de los fluidos poliméricos. El estudio de la dinámica de las moléculas de un polímero es muy importante para la comprensión del flujo de fluidos poliméricos.

Si las moléculas de polímero se superponen lo suficiente, entonces se enredan (como espaguetis) de modo que se limitan en su movimiento. El “modelo de tubo” para polímeros enredados, proporciona un marco conceptual para comprender el movimiento restringido y para hacer predicciones matemáticas sobre la respuesta de los polímeros al flujo.

viscosityLos puntos de ramificación en las moléculas de polímero proporcionan obstáculos adicionales al movimiento de los polímeros enredados, de modo que la distribución de los puntos de ramificación en las moléculas puede ser un factor crítico en la determinación de las propiedades del flujo.

Todos los plásticos son no newtonianos. Esto significa que su viscosidad no permanece constante en un rango dado de velocidades de fricción (o cizallamiento). En sentido estricto, el comportamiento reológico de un plástico es una combinación de comportamiento no newtoniano y newtoniano. A velocidades de cizallamiento más bajas, el plástico es no newtoniano, pero a medida que aumenta la velocidad de cizallamiento, el plástico tiende a presentar un comportamiento newtoniano. Esto ocurre porque con el aumento de la velocidad de cizallamiento, las moléculas de polímero empiezan a desenredarse entre sí y empiezan a alinearse en la dirección del flujo.

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