En este estudio se evaluó la posible sustitución de la poliftalamida (PPA) en la tapa del depósito de combustible de un automóvil por otros polímeros. Se utilizaron varios selectores de materiales disponibles en Internet para identificar posibles materiales sustitutivos de la PPA. Este material es un polímero de alto rendimiento, alto coste y difícil de procesar, que no se produce en Brasil. A pesar de su aplicabilidad en piezas de automoción debido a sus excelentes propiedades, su sustitución por otros polímeros implicaría una serie de ventajas para el proceso de producción de piezas. Después de la utilización de los selectores, se sugirieron una serie de mejoras en estos sitios con el fin de hacer posible la creación de un mejor diseño de un selector de materiales para una futura aplicación. La evaluación final de este estudio compara los resultados finales obtenidos de los selectores con los de los proveedores locales de polímeros.INTRODUCCIÓNLa trampilla de la tapa del depósito de combustible de un vehículo ensamblado en la región metropolitana de Curitiba se fabrica con poliftalamida (PPA), mediante inyección de polímero en un molde específicamente diseñado para el material. Sin embargo, el uso de PPA en la parte de acabado exterior requiere la aplicación de una capa de imprimación antes de ser pintado. Además, el polímero es importado, lo que está asociado a una alta complejidad logística para obtenerlo y es altamente costoso. El proceso de inyección es difícil y requiere el uso de una cuna para consolidar la forma final de la pieza. La pieza está sujeta a altos índices de pérdida por fallos de calidad y las deficiencias logísticas reducen la productividad del proceso de producción.Se eligió el PPA como material para esta pieza debido a sus propiedades superiores, incluso en las condiciones más adversas, como las bajas temperaturas, que son habituales en Europa, donde se diseñó y también se produce el vehículo. El uso de materiales más comunes, como la poliamida reforzada con fibra de vidrio, no estaba indicado inicialmente porque, dado que el vehículo se exporta a Canadá, donde son habituales las temperaturas inferiores a 15 ºC bajo cero, la pieza se vuelve frágil. Además, al tratarse de un vehículo que compite en el segmento más importante de Europa, el ingeniero de diseño especificó un material que superase las propiedades de los materiales utilizados por los competidores.Este artículo pretende analizar la búsqueda de polímeros alternativos al PPA en el caso práctico presentado. La selección de polímeros sustitutos del PPA se realizó a partir de los principales selectores de materiales disponibles en Internet[1-6], lo que permitió comparar y evaluar los distintos procesos de búsqueda y sus resultados.

En los últimos años, los nanocompuestos orgánico-inorgánicos han recibido gran atención debido a la excelente posibilidad de mejorar las propiedades mecánicas, térmicas y de barrera de la matriz polimérica mediante la adición a ésta de pequeñas cantidades de cargas inorgánicas a nanoescala. Las capas de silicato a nanoescala de arcilla modificada orgánicamente suelen dispersarse en una matriz polimérica para mejorar sus propiedades. Debido a los efectos a nanoescala, las capas de polímero/silicato de los nanocompuestos modificados orgánicamente suelen presentar una mejora significativa de las propiedades de resistencia, módulo, resistencia térmica y barrera de permeabilidad a los gases con un contenido de silicato muy inferior al de los rellenos normales utilizados en los compuestos poliméricos rellenos de forma convencional. El poli(cloruro de vinilo) (PVC), como importante polímero comercial, se ha estudiado y utilizado ampliamente en campos industriales durante muchos años. Sin embargo, debido a sus limitaciones inherentes, como la baja estabilidad térmica, la fragilidad y la evolución del humo, el PVC y sus compuestos suelen enfrentarse a ciertas limitaciones en determinadas aplicaciones. Por lo tanto, es necesario desarrollar nuevos productos de PVC con propiedades y prestaciones diferenciadas para obtener un alto valor añadido y ampliar las aplicaciones del PVC y, en este sentido, el desarrollo de nanocompuestos de PVC/silicatos presenta una vía muy interesante para preparar compuestos de PVC de altas prestaciones.INTRODUCCIÓNLos compuestos poliméricos reforzados con materiales inorgánicos especiales son de gran interés debido a sus aplicaciones en automoción y electricidad. El uso de estos compuestos no solo puede ofrecer una alternativa para mejorar las propiedades físicas, mecánicas, la resistencia térmica y la resistencia a los agentes químicos, sino también proporcionar materiales de altas prestaciones a un coste viable. Los materiales compuestos poliméricos convencionales suelen implicar una elevada cantidad de refuerzos inorgánicos (más del 10% en masa) para conseguir las propiedades mecánicas deseadas. Sin embargo, un alto contenido de refuerzo mecánico (normalmente entre el 20% y el 30% en masa) puede tener desventajas para las propiedades del composite, como un aumento de la densidad y pérdida de tenacidad debido a la posible incompatibilidad interfacial entre el polímero y el refuerzo inorgánico. Además, la procesabilidad del material con alto contenido de aditivo inorgánico se hace más difícil, lo que conlleva un alto nivel de torsión del equipo de mezclado, una mayor dificultad para dispersar el refuerzo inorgánico y un mayor desgaste del equipo.

En este trabajo se investigó la influencia de la concentración de mezcla de tensioactivos iónicos (alquil fenol poliglicol éter sulfato sódico), y no iónicos (alquil fenol poliglicol éter), y de coloide protector (alcohol polivinílico) sobre la estabilidad coloidal de látexes de copolímeros de acrilato de butilo/acetato de vinilo de alto contenido en sólidos. Se determinaron los contenidos sólidos y el diámetro de las partículas a lo largo de la reacción y, al final de cada serie, también la viscosidad de la emulsión. Los experimentos se llevaron a cabo según un diseño factorial con tres niveles de concentraciones de tensioactivo y coloide protector. Se necesitaron mayores cantidades de tensioactivo y coloide protector por monómeros totales para la estabilidad coloidal de emulsiones con contenidos totales de sólidos del 70 y 73 % en peso. Los diámetros de las partículas al final del experimento fueron bastante grandes (800 a 1000 nm) y las viscosidades a 20 °C bastante pequeñas (500 mPa.s) para contenidos sólidos del 67 % en peso; para valores más altos de contenidos sólidos (70 y 73 % en peso) las viscosidades llegaron a ser de 5000 a 10000 y 365000 mPa.s, respectivamente.INTRODUCCIÓNSon muchas las ventajas que pueden ofrecer los sistemas con alto contenido en sólidos. Entre ellas se incluyen menores costes de producción, almacenamiento y transporte y la no necesidad de concentrar la emulsión para algunas aplicaciones, como el calafateado. Además, las emulsiones con un alto contenido en sólidos tienen un tiempo de secado y formación de película más corto. Desde un punto de vista, en el contexto de la Prevención de la Contaminación y la Tecnología, también es muy interesante producir emulsiones con un alto contenido en sólidos debido al menor consumo de agua durante la producción.En vista de ello, existe una demanda creciente en la industria de emulsiones con alto contenido en sólidos. En esta situación, surgen una serie de dificultades de proceso que es necesario resolver, por ejemplo: el aumento de la viscosidad dificulta la homogeneización del medio y puede provocar incrustaciones, lo que provoca paradas para limpiar el reactor y pérdidas de producto; dificultad en el control de la temperatura debido a una mayor exotermia que en procesos con bajo contenido en sólidos y debido a mayor dificultad para transferir calor en medios viscosos. A pesar de la disponibilidad en el mercado de látex con contenidos superiores al 60% (m/m), son pocos los casos en los que es posible alcanzar contenidos superiores al 55% (m/m) en reactores industriales sin utilizar técnicas de concentración post-reacción.

Existe una preocupación ambiental y económica relacionada con el reciclaje de residuos de polímeros, debido a su elevada acumulación en los residuos urbanos domiciliarios y al valor agregado de estos materiales. Así, se han propuesto numerosos estudios de reciclado mecánico y químico de residuos plásticos, principalmente PET. En este trabajo, el PET residual obtenido a partir de botellas fue sometido a reciclado químico utilizando una solución de hidróxido sódico en etilenglicol. Se observó que el alcance y la cinética de la reacción estaban influidos por la velocidad de agitación de la solución. A 1360 rpm, se eliminó la resistencia a la transferencia de masa del producto desde la superficie de PET sin reaccionar a la solución, y la velocidad de reacción pasó a estar controlada por el proceso químico. La ecuación cinética derivada de un modelo con un medio heterogéneo se ajustaba bien a los resultados experimentales, y las constantes de velocidad aparentes eran superiores a las citadas en la bibliografía. Estos resultados sugieren que el medio alcalino utilizado es muy eficiente y sólo 6 minutos fueron suficientes para obtener el 100% del rendimiento de tereftalato sódico a 1360 rpm y 170 °C.INTRODUCCIÓNEntre los principales termoplásticos utilizados industrialmente, el polietileno tereftalato (PET) tiene el mayor porcentaje del volumen desechado en los vertederos municipales brasileños. En Brasil, la resina virgen de PET se utiliza principalmente en el sector de envases de bebidas gaseosas, al que se destina actualmente cerca del 90% de su producción. Estos envases se desechan rápidamente tras su consumo y se acumulan en los vertederos urbanos. Por ello, el proceso de reciclado se ha convertido en una necesidad tanto desde un punto de vista económico como medioambiental.El PET es un polímero de condensación y puede ser sometido a reciclado mecánico o químico. El reciclado químico de este poliéster es muy interesante desde el punto de vista industrial. Los principales métodos de despolimerización utilizados son la hidrólisis, la glicólisis, la metanólisis y la aminólisis. Cuando el PET se despolimeriza mediante hidrólisis, los productos obtenidos son ácido tereftálico (TPA) y etilenglicol (EG). En Brasil, la resina se produce principalmente a partir de estas sustancias. El TPA también puede utilizarse para producir resinas alquídicas, que se emplean en la industria de la pintura. Así, mediante el reciclado químico del PET, se puede reducir la importación y el coste de las materias primas obtenidas como resultado de la hidrólisis. Sin embargo, las metodologías de hidrólisis encontradas en la literatura son caras.

El poli(alcohol vinílico) (PVOH) se preparó mediante polimerización en solución de acetato de vinilo. Las nanofibras de PVOH se produjeron por electrospinning en una solución acuosa de 12,4% p/v con y sin 1% v/v de cloruro de aluminio. La morfología de las nanofibras se observó con un microscopio electrónico de barrido (SEM). El grado de cristalinidad se midió mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y difracción de rayos X de ángulo amplio (WAXD). Se comprobaron los efectos del voltaje eléctrico y de la adición de cloruro de aluminio sobre la morfología y el diámetro medio de las fibras. Los resultados mostraron que las nanofibras de PVOH sin cloruro de aluminio tenían diámetros superiores a las nanofibras preparadas con la sal debido a la diferente conductividad eléctrica de las soluciones. Se observó una disminución de 140 nm en el diámetro medio de las fibras cuando el voltaje varió de 15 a 18 kV. La cristalinidad de las nanofibras con y sin sal fue inferior a la del PVOH isotrópico.INTRODUCCIÓNEl alcohol polivinílico (PVOH) es un polímero hidrosoluble industrialmente que se obtiene mediante la hidrólisis alcalina del poli(acetato de vinilo) en solución (Figura 1) y se utiliza en diversas aplicaciones, como fibras, membranas, películas, fabricación de adhesivos, recubrimiento de papel y estabilizantes para la polimerización. En la actualidad, debido a su biocompatibilidad y biodegradabilidad, el PVOH se utiliza ampliamente en la fabricación de hidrogeles, lentes de contacto, componentes de cuerpos artificiales y sistemas de liberación de fármacos.Existen varios tipos de PVOH, con diferentes grados de hidrólisis (GH) y diferentes grados de polimerización (Pn). Los PVOH utilizados en la producción de fibras y como estabilizantes para la polimerización son en su mayoría parcialmente hidrolizados (88% mol) o altamente hidrolizados (98-99% mol). Estos polímeros tienen una excelente resistencia química, a la tracción, a la compresión y a la abrasión. Estas propiedades, combinadas con una buena estabilidad química, dan lugar a una amplia gama de aplicaciones, como películas y fibras. Las fibras de PVOH en el rango de 5 a 500 µm se producen mediante procesos convencionales como la hilatura por fusión, la hilatura húmeda o la hilatura en seco.Sin embargo, para aplicaciones específicas como filtros de sistemas de partículas, membranas semiimpermeables, nanocompuestos, ropa protectora, recubrimientos de piel humana y sistemas de liberación de fármacos, se requieren fibras de tamaño nanométrico. Estas fibras se generan en forma de manta no tejida mediante el proceso de electrospinning en solución. El proceso de electrospinning de solución polimérica consiste en aplicar fuerzas electrostáticas y de arrastre a la solución para formar nanofibras.

Los cambios en el índice de fluidez se relacionaron con el desplazamiento de la curva de distribución del peso molecular (MWD) producido por la degradación termomecánica del polipropileno (PP) durante el multiprocesado. La degradación se modelizó mediante la función de distribución de escisión de cadenas (CSDF), que cuantifica el desplazamiento de la curva de distribución del peso molecular en función del número de extrusiones. El efecto es normalmente la reducción del peso molecular, lo que significa valores positivos para la CSDF y la reducción de la viscosidad de fusión del polímero. El desplazamiento del peso molecular medio (LogM‾overline{M}M​w(0) - LogM‾overline{M}M​w(D)) calculado a partir del peso molecular medio antes y después de la degradación se solapa con la curva CSDF y muestra una relación lineal con los valores MFI. El proceso de degradación termomecánica del polipropileno puede visualizarse mejor cuando las curvas CSDF se correlacionan con los valores MFI.INTRODUCCIÓNEl polipropileno, producido industrialmente por catálisis Ziegler-Natta, tiene una masa molar elevada y una amplia curva de distribución de masas molares. Cuando se somete a las tensiones que implican las altas temperaturas y tensiones de cizallamiento típicas del procesado, sufre una degradación y las cadenas más largas se rompen, generando cadenas más pequeñas, disminuyendo la masa molar media de la resina y, al mismo tiempo, estrechando la curva de distribución de la masa molar. Este efecto puede utilizarse de forma controlada, iniciándose con la ayuda de un peróxido orgánico, modificando el polipropileno durante la extrusión. Este proceso es una extrusión reactiva y el polímero se conoce como polipropileno de reología controlada (CR-PP). El mecanismo aceptado para este proceso es el de una iniciación con formación de radicales libres por descomposición térmica del peróxido, seguida de abstracción de un hidrógeno de la cadena polimérica, ruptura del enlace intramolecular C-C y la consiguiente escisión de la cadena.Bremner y Rudin estudiaron la variación del índice de masa fundida (IMF) de una serie de poliestirenos, polipropilenos y polietilenos de baja y alta densidad. En este trabajo demostraron que existe una relación simple entre los valores del índice de fluidez (MFI) y la masa molar media. En el caso del PP y el PS existe una relación lineal entre los valores del MFI y la masa molar media. Una de las variables utilizadas para controlar la degradación de los polímeros es el número medio de escisiones de cadena (ns), definida como la relación entre la masa molar numérica media antes de la tensión termomecánica, denominada inicial o de referencia (Mn(0)), y después de la aplicación con su consiguiente degradación (Mn(D)).

Se estudió la cinética de vulcanización de mezclas de caucho natural (NR)/ caucho etileno-propileno-dieno (EPDM) en función de la compatibilización, utilizando un reómetro de disco oscilatorio. Para este estudio, se emplearon 2,5 phr de tioacetato (EPDMTA) o de EPDM modificado con mercapto (EPDMSH) en mezclas vulcanizadas con el sistema de curado azufre/CBS. Ambos copolímeros funcionalizados aumentaron la velocidad de curado de las mezclas, pero la mayor velocidad global se consiguió con los sistemas modificados con EPDMSH, utilizando el modelo de Chough y Chang. Sin embargo, al utilizar el modelo de Coran, observamos que actúan en etapas de vulcanización distintas: La EPDMSH actúa preferentemente al principio del proceso de curado, mientras que la EPDMTA aumenta la velocidad de formación de reticulaciones. Además, la EPDMTA disminuyó la tendencia a la descomposición del entrecruzamiento, como indica el menor valor del grado de reversión.INTRODUCCIÓNLas mezclas de caucho natural (NR) con copolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM) se han estudiado ampliamente con vistas a desarrollar materiales elastoméricos con mayor resistencia al envejecimiento. Sin embargo, las propiedades mecánicas de estas mezclas pueden verse mermadas debido a la incompatibilidad entre los componentes. En la literatura se han descrito varias estrategias para superar estos problemas, como la incorporación de un tercer componente de baja masa molar, la incorporación de moléculas aceleradoras de la vulcanización en la cadena de EPDM, y el uso de EPDM funcionalizado con grupos derivados del anhídrido maleico.Trabajos recientes de nuestro grupo también informan sobre la eficacia del EPDM modificado con grupos mercaptano (EPDMSH) en la mejora de las propiedades mecánicas de las mezclas NR/EPDM. El efecto compatibilizador de este copolímero funcionalizado se basa en la capacidad de los grupos mercaptano de reaccionar con los dobles enlaces del caucho natural, dando lugar a una fuerte interacción interfacial. Los grupos mercaptano incorporados al copolímero de etilvinilacetato (EVA) también actuaron como agentes interfaciales en mezclas de NR/EVA, copolímero butadieno-estireno (SBR)/EVA, caucho nitrílico (NBR)/EVA y NBR/EPDM.Además de la compatibilización, el proceso de vulcanización es extremadamente importante desde un punto de vista tecnológico y afecta las propiedades mecánicas y la resistencia al envejecimiento de los materiales elastoméricos.

El propósito del presente trabajo fue evaluar el Enfoque de la Curva Maestra en la determinación de la constante de cristalización no isotérmica, para muestras de dos polipropilenos modificados (anhídrido maleico injertado y polipropilenos de ácido acrílico injertados). Los experimentos de cristalización no isotérmica se llevaron a cabo en un calorímetro diferencial de barrido, DSC, a varias velocidades de enfriamiento. Las curvas DSC originales se corrigieron para tener en cuenta el desfase de temperatura entre la muestra y el horno DSC. Se emplearon la ecuación de Nakamura y la constante de cristalización no isotérmica obtenida mediante el Master Curve Approach para simular las curvas de cristalinidad relativa en función de la temperatura, para las diferentes velocidades de enfriamiento. Las curvas generadas presentaron una buena concordancia con los datos experimentales para ambas muestras de polipropileno injertado, demostrando que el Enfoque de la Curva Maestra puede emplearse con éxito para estos polímeros.INTRODUCCIÓNEn el caso del procesado de polímeros semicristalinos, uno de los aspectos más importantes para el desarrollo de programas de simulación es la incorporación del proceso de cristalización en el modelo en cuestión. Es esencial obtener los parámetros que describen la cristalización del polímero en las condiciones a las que se producen durante la transformación real. Los experimentos de cristalización en condiciones isotérmicas son muy importantes para el estudio en profundidad del proceso de cristalización del polímero. Estos experimentos isotérmicos, llevados a cabo a rangos de temperatura más elevados, también se han utilizado para estudiar los parámetros cinéticos con la posterior extrapolación a los rangos de temperatura de interés en el procesado de polímeros. Para reducir el alcance de esta extrapolación, Isayev et al. propusieron el Enfoque de la Curva Maestra (Master Curve Approach) para determinar la constante cinética de cristalización no isotérmica, K(T). Este método utiliza experimentos de cristalización no isotérmica obtenidos por Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) a diferentes velocidades de enfriamiento. Es válido para polímeros como el tereftalato de polietileno (PET), polipropileno (PP) y mezclas de PP con elastómero de etileno-propileno (EPR).El objetivo de este estudio era evaluar la aplicabilidad del método de la curva maestra a otros polímeros para los que este procedimiento de obtención de constantes cinéticas de cristalización aún no se ha ensayado.

Este trabajo se realizó en una unidad de ensayo de microactividad, para estudiar el proceso de alimentaciones combinadas de polietilenos de baja densidad y de alta densidad con vaselina y catalizadores FCC comerciales (de baja y de alta actividad), para evaluar la producción de fracciones de combustible (gasolina, gasóleo y residuo). Las alimentaciones combinadas de PEBD y PEAD/vaselina, a diferentes concentraciones, se procesaron en condiciones de refinería. Para las alimentaciones de PEBD/vaselina al 2, 6 y 10% p/p, la producción de la fracción gasolina se vio favorecida con el catalizador de alta actividad, mientras que para la alimentación de PEAD/vaselina al 2%, en la producción de la misma fracción, el catalizador de baja actividad presentó un mejor rendimiento. Para todas las alimentaciones combinadas, en todas las concentraciones, el material inerte presentó mejor desempeño para la producción de la fracción residuo, indicando la ocurrencia preferencial de craqueo térmico.INTRODUCCIÓNEn Brasil, las poliolefinas representan alrededor del 65% de los materiales plásticos producidos, de los cuales el polietileno (PE) constituye el 43%. Se pueden producir industrialmente diferentes tipos de polietileno, dependiendo de las condiciones de reacción y del sistema catalítico utilizado en la polimerización.El polietileno (PE) es un polímero flexible parcialmente cristalino cuyas propiedades se ven influidas por la cantidad relativa de fases amorfas y cristalinas. El polietileno de baja densidad (LDPE) tiene ramificaciones en su estructura, la mayoría de las cuales son tan largas como la cadena principal del polímero. La presencia de estas ramificaciones determina el grado de cristalinidad, las temperaturas de transición y afecta parámetros cristalográficos como el tamaño de los cristalitos. En contraste, el polietileno de alta densidad (HDPE) es lineal y altamente cristalino (más del 90%), con un bajo contenido de ramificación. La linealidad de las cadenas de HDPE facilita una orientación, alineación y empaquetado más eficientes de las cadenas, permitiendo que las fuerzas intermoleculares (del tipo Van der Waals) actúen más intensamente y, en consecuencia, aumentando su cristalinidad en comparación con el LDPE.El craqueo catalítico de polímeros se lleva a cabo de forma similar al proceso de craqueo catalítico fluido (FCC) del gasóleo, en el que los hidrocarburos pesados se convierten en productos más ligeros y de alta calidad (C5 a C12). Este tipo de craqueo tiene lugar a temperaturas controladas más bajas que el craqueo térmico.

Este trabajo describe el estudio mediante ensayos mecánicos con la mezcla de poli(tereftalato de etileno) (PET) reciclado y poliolefina reciclada con y sin la adición de polipropileno injertado con anhídrido maleico y poli(etileno-co-octeno-1). En el análisis de los ensayos mecánicos se aplicó un enfoque termodinámico basado en la función de trabajo de Helmholtz, correlacionando los efectos del almacenamiento de energía y del compatibilizador en la región elástica de los materiales. Para el sistema estudiado, la región rica en poliolefinas muestra un mayor almacenamiento de energía elástica corroborando las imágenes morfológicas obtenidas a partir del análisis SEM. El análisis termodinámico parece una herramienta útil para evaluar el efecto compatibilizador en mezclas poliméricas inmiscibles. En este trabajo, más concretamente, se utilizó este método para analizar el comportamiento mecánico de diferentes composiciones de materiales poliméricos reciclados.INTRODUCCIÓNPoliolefinas, como el polietileno de alta densidad (HDPE), el polietileno de baja densidad (LDPE) y el polipropileno (PP), y los poliésteres, como el tereftalato de polietileno (PET), son las dos clases de termoplásticos que más se consumen y que están disponibles en grandes cantidades a partir de residuos domésticos[1,2]. Esto hace que el reciclado de estos materiales, desde el punto de vista tecnológico y ambientalmente correcto, y su caracterización mecánica sean desafiantes, anticipando la posibilidad de un nuevo ciclo de vida en forma de nuevos productos.Una opción viable de reciclado consiste en mezclar poliolefinas recicladas y PET reciclado para producir mezclas. Este método es importante para obtener nuevos materiales y/o modificar las características de un polímero determinado[3,4]. Las mezclas de PET con poliolefinas pueden ofrecer un equilibrio atractivo de propiedades mecánicas, de barrera y de procesabilidad. Sin embargo, la inmiscibilidad entre estos poliésteres y las poliolefinas conduce a la formación de mezclas con escasa adherencia y alta tensión interfacial, con separación de fases gruesa, lo que da lugar a propiedades mecánicas y de barrera deficientes[1,5-7].Para mejorar estas propiedades, es necesario limitar la formación de fases segregadas en la mezcla durante la fase de mezcla añadiendo o formando in situ un tercer componente que actúe como compatibilizador en la interfaz de los dos polímeros. De este modo, se obtienen resultados con una dispersión fina de las fases y una mejora de las propiedades de las mezclas[4,8-10].