Correlación entre las propiedades reológicas y ópticas y la morfología de las películas sopladas de LLDPE/LDPE

Correlation Between Rheological and Optical Properties and the Morphology of Blown Films of LLDPE/LDPE

En este trabajo se estudiaron las correlaciones entre las propiedades reológicas y ópticas y la morfología de películas sopladas de mezclas de polietileno lineal de baja densidad, LLDPE, y polietileno de baja densidad, LDPE. Las películas se soplaron en una línea industrial de soplado de películas. Se analizaron las propiedades reológicas de las mezclas, como la viscosidad en estado estacionario de cizallamiento, η(γ) & , la diferencia de primera tensión normal, N₁ γ & N , el módulo complejo de cizallamiento, G* (ω) y la deformación recuperable, γ_r (t). η (γ ) & y N1 γ& N se midieron en un reómetro de tensión controlada con geometría de cono y placa (velocidades de cizallamiento bajas) y en un reómetro capilar (velocidades de cizallamiento altas); por otra parte, G* (ω) y γ_r (t) se midieron en un reómetro de tensión controlada con geometría de placas paralelas. Las propiedades ópticas (brillo especular y neblina) también se midieron en equipos estándar. La morfología superficial de las películas sopladas se analizó mediante microscopios electrónicos de barrido y de fuerza atómica. Se obtuvo una correlación entre la deformación recuperable, el velo total y la morfología superficial de las películas sopladas: cuanto mayor era la deformación recuperable, menor era el velo total y más pequeños los cristalitos. La adición de LDPE al LLDPE aumentó la deformación recuperable de las películas, disminuyendo su turbidez.

INTRODUCCIÓN

Las películas sopladas se producen extruyendo el polímero en forma de tubo a través de una matriz anular, en cuyo centro se inyecta aire, inflando el tubo hasta que alcanza un diámetro mayor [1], como se muestra en la figura 1. Se forma entonces una «burbuja» cuyas paredes se estiran en la circunferencia (por el aire inyectado) y en la vertical, mediante rodillos de tracción, al mismo tiempo que se le da a la película soplada una orientación biaxial. 

Los parámetros más importantes de este proceso son la relación de soplado, BUR = Rf/Ro, donde Rf es el radio final de la película soplada y Ro es el radio inicial de la película. La relación de estiramiento, Dr = V/Vo, donde V es la velocidad de estirado y Vo es la velocidad a la salida de la matriz, y la línea de congelación, Z. Por encima de Z, se considera que el polímero está solidificado, con su estructura cristalina y su orientación congeladas. 

Estos dos últimos parámetros moleculares dependerán entonces de las condiciones de flujo, es decir, de las propiedades reológicas del polímero. Se puede observar que existen tres tipos de flujos durante el soplado. En la matriz anular, el flujo es predominantemente de cizalladura; entre la salida de la matriz y el inicio de la «burbuja», el flujo es una mezcla de cizallamiento y flujo elongacional. Hasta Z, el flujo es predominantemente elongacional.