Correlación entre las propiedades reológicas y ópticas de las películas sopladas de LLDPE con diferentes distribuciones de ramificaciones de cadena corta

Correlation Between Rheological and Optical Properties of LLDPE Blown Films with Different Distributions of Short Chain Branching

El polietileno lineal de baja densidad, LLDPE, ha aumentado su cuota de mercado en la industria del envasado debido a sus excelentes propiedades mecánicas. Estas propiedades son el resultado de su estructura molecular debido a su ramificación de cadena corta, SCB, y su distribución, DSCB. Junto con el peso molecular y la distribución de pesos moleculares, el SCB afecta al proceso de film soplado porque interfiere en la cinética de solidificación y cristalización del film hasta la línea de congelación. El objetivo de este trabajo fue verificar la influencia del DSCB del LLDPE en las propiedades reológicas y ópticas de las películas sopladas. 

Se estudiaron tres LLDPE, sintetizados con catalizadores Ziegler-Natta y metaloceno, todos ellos con un peso molecular medio en peso, M_w, similar, pero con diferente DSCB. Se observó que el DSCB influía en las propiedades reológicas que reflejan la elasticidad del material, como la primera diferencia de tensión normal, N₁(y), el módulo de almacenamiento G (w) y la deformación recuperable γ_r; sin embargo, las propiedades reológicas que reflejan la viscosidad, como la viscosidad de cizallamiento η(y) y el módulo de pérdida G"(w), no se veían afectadas. Además, cuanto mayor era la γ_r del LLDPE, menores eran las estructuras cristalinas de las películas, lo que disminuía su opacidad. Sin embargo, esta proporcionalidad se mantuvo hasta un determinado valor de γ_r por encima del cual la fractura de la masa fundida dominó la deformación recuperable y la opacidad volvió a aumentar.

INTRODUCCIÓN

Debido a sus excelentes propiedades mecánicas, el PELBD ha adquirido una importancia creciente en la industria del envasado. Estas propiedades son el resultado de su estructura molecular, la existencia de ramas cortas (SCB) y la distribución de estas ramas (DSCB). Junto con el PM y su distribución (DPM), las ramas cortas también afectan al proceso de soplado de la película debido a su influencia en la cinética de cristalización.

En función del tipo de catalizador, la tecnología del reactor y las condiciones del proceso, las resinas PELBD de densidades similares pueden presentar cantidades y distribuciones de ramas cortas (inter o intramoleculares). Estas diferencias en el orden molecular provocan diferencias en propiedades como la resistencia al impacto, la resistencia a la fractura, la resistencia a la soldadura en caliente, la extractabilidad con hexano[1] y la cinética de cristalización[2].