Resumen

Se estudiaron las propiedades mecánicas y morfológicas del polietileno de alta densidad (HDPE) endurecido con dos grados diferentes de elastómeros metalocénicos basados en etileno/1-octeno (EOC). Estos elastómeros eran polímeros comerciales que diferían en peso molecular, índice de flujo de fusión e índice reológico de Dow (DRI). Las mezclas se procesaron en una extrusora Wortex de un solo tornillo (L/D=32), a 230°C y 50 rpm, utilizando fracciones de masa en peso de EOC en un rango del 5% al 80%. Se observó un efecto sinérgico sobre las propiedades de tracción y el comportamiento superduro de las mezclas con concentraciones de EOC superiores al 5%. En los procesos de deformación se observó cavitación, deformación plástica y cavitación fibrilada. Los materiales que contenían hasta un 50% de EOC presentaban morfologías dispersas con dominios esféricos de EOC distribuidos uniformemente con un tamaño de partícula en el rango de 0,30 a 0,45 μm. El endurecimiento del HDPE con elastómeros etilénicos produjo materiales con buenas propiedades y compatibilidad tecnológica.

INTRODUCCIÓN

Con el desarrollo de sistemas catalíticos basados en metalocenos, los polímeros etilénicos con una distribución homogénea de comonómeros alfa-olefínicos en la estructura macromolecular están ya disponibles industrialmente. Esta nueva clase de polietilenos se ve modificada por la naturaleza de sus ramas de cadena larga y por la disposición de las ramas de cadena corta en la macromolécula. Cuando se mezclan con poliolefinas (PE y PP), permiten obtener materiales fáciles de procesamiento y con propiedades específicas para su aplicación como materiales de ingeniería.

El polietileno de alta densidad tiene buena resistencia a la tracción y ductilidad a temperatura ambiente; sin embargo, en condiciones severas de alta presión, baja temperatura y altas velocidades de deformación, se vuelve quebradizo. Las tuberías de polietileno, cuando se someten a altas presiones y/o bajas temperaturas, presentan fenómenos que afectan su rendimiento. El polietileno de alta densidad que se utilice en estas condiciones debe ser endurecido, lo cual puede hacerse incorporando material elastomérico mediante un proceso de mezcla fundida.

La tenacidad es uno de los factores más importantes para determinar si un polímero dado puede o no utilizarse como material de ingeniería. En mezclas de termoplásticos reforzados con elastómeros, cuando se aplica una tensión, las partículas elastoméricas concentran o absorben esta tensión, provocando un cambio en el estado de tensión de la fase matriz y una intensa deformación plástica. 

• Materias:Propiedades mecánicas Polietileno Morfología Elastómeros
• Subjects:Mechanical properties Polyethylene Morphology Elastomers
• Palabras claves:HDPE; Elastómeros metaloceno; Fortalecimiento; Morfología
• Keywords:HDPE; Metallocene elastomers; Toughening; Morphology