Los polímeros plásticos, sus propiedades y la relación con el reciclaje

La relajación del esfuerzo describe cómo los materiales viscoelásticos alivian el esfuerzo bajo presión constante. Dado que son viscoelásticos, los polímeros se comportan de forma no lineal y no hookeano, en la que la no linealidad se describe tanto como relajación del esfuerzo como por un fenómeno conocido como creep (deformación por fluencia lenta).

Los materiales viscoelásticos tienen las propiedades tanto de los materiales viscosos y como de los materiales elásticos, y están modelados combinando elementos que representan ambas características.

Hay varios modelos de interés para cuantificar el comportamiento:

• El modelo Maxwell: predice el comportamiento utilizando un resorte (elemento elástico) en serie con un amortiguador (elemento viscoso).
• El modelo Voigt: coloca el resorte y el amortiguador en paralelo, y es el opuesto al modelo Maxwell en lo que respecta a la predicción de creep y relajación del esfuerzo.
• El modelo sólido lineal estándar: combina las características de los modelos Maxwell y Voigt para mostrar tanto creep como relajación del esfuerzo, y es considerado como el más preciso de los distintos modelos viscoelásticos.

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Herramientas de medición de polímeros

Dentro de la industria de los plásticos y los polímeros se utilizan máquinas especializadas como las llamadas DMA de TA Instruments, así como equipos de análisis térmico, equipos de mediciones de diversidad térmica, conductividad térmica y dilatometría.

Dentro del webinar: “Caracterización de propiedades mecánicas y estudio de las relajaciones en materiales poliméricos”, Carlos García responsable de análisis térmico y de reología en TA Instruments, indicó que la empresa cuenta con dos líneas de equipos en el que se trabaja con probetas pequeñas en donde se miden propiedades de investigación y desarrollo en cuanto a la relajación de los materiales poliméricos.

Estos equipos se utilizan para caracterizar el material, tanto en sus papeles de relajación, en sus propiedades de transición vítrea y sus propiedades relacionadas con diferentes aplicaciones. Si se tratase de temas de mayor fatiga, es decir, equipos de mayor fuerza se abarcarían equipos de elecroforce. Con estos instrumentos será posible técnica analizar la deformación, el esfuerzo, el análisis de la mecánica de los polímeros, indicó Carlos García.

La importancia del reciclaje

Después de que los polímeros se convierten en productos comerciales y se venden al consumidor, se utilizan durante algún tiempo y luego se desechan. Hasta los años 90, casi 90% de los materiales poliméricos en uso comercial se enterraban en basureros, y alrededor de 10% se incineraban.

El reciclaje de polímeros incluye plantas de reciclaje y desperdicio post-consumidor. La planta de reciclaje involucra el remolido y el refundido del polímero chatarra que nunca dejo la planta en un producto terminado. El desperdicio post-consumidor incluye todos los materiales poliméricos que se desecharon después de dejar la planta.

La principal dificultad surge de la diversidad de materiales poliméricos en uso. Cuando el vidrio y las latas de aluminio se reciclan, se pueden convertir a esencialmente los mismos productos repetidamente, pero rara vez sucede con los polímeros. Una segunda dificultad surge con la clasificación.