Análisis y modelizado reológico de polímeros para su aplicación con tecnologías “auto-rizado” y su adaptación a las prácticas de Ingeniería de Materiales Poliméricos

• Autores: N. Montanes, Lourdes Sánchez Nácher, M.J. Reig, O. Fenollar, Teo Boronat Vitoria
• Localización: Modelling in Science Education and Learning, ISSN-e 1988-3145, Vol. 10, Nº. 1, 2017, págs. 243-252
• Idioma: español
• DOI: 10.4995/msel.2017.6598
• Títulos paralelos:
  • Modeling and analysis rheology of polymers for application in technologies “self-crimping” and its adaptation to the practices of Polymer Materials Engineering
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• Resumen
  • español

    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.   

  • English

    Polymers are manufactured in molted state, so the rheological properties are mandatory in order to analyse and evaluate its processability. The prediction of the viscoelastic response of a material and the simulation of 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 fibers  with  self-crimping  effect  it  is  essential that  the  two  components  have  the  same  viscosity  at  the  nozzle  outlet.  In  order  to  obtain  such  viscosity each  component must  be  extruded  at a  different  temperature maintaining  all  other  processing  conditions unchanged. Using Cross-WLF rheological modelization is it feasible to determine the temperatures for two polymeric materials in order to obtain the same melt viscosity. In the current work a practical session has been proposed for students of Materials Engineering. Using a capillary rheometer, the students should be able to determine the rheological behavior of two thermoplastic polymers. After adjusting the behavior of the polymers to Cross-WLF model and using the proposed model the students should be able to determine the temperatures in which both polymers have the same viscosity.

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