Evaluación de la Orientación Molecular del Polipropileno Moldeado por Inyección Utilizando Figuras de Polos de Rayos X

Evaluation of the Molecular Orientation of Injection Molded Polypropylene Using X-Ray Pole Figures

En este trabajo se ha evaluado la influencia del perfil de velocidad de inyección en la orientación molecular de la fase cristalina de muestras de polipropileno moldeadas por inyección. La orientación molecular se ha evaluado tanto en la posición central como en las posiciones laterales de la superficie de las probetas inyectadas a tensión, utilizando figuras de polos de rayos X. Los resultados demostraron que las variaciones en la orientación molecular de los cristalitos de polipropileno estaban correlacionadas con los diferentes perfiles de velocidad empleados durante el procesado, mostrando que un aumento de la velocidad incrementa el grado de orientación. Se ha observado que la estructura cristalina de las moléculas de polipropileno muestra una orientación bimodal y que el grado de orientación en la posición lateral es mayor que en la posición central.

INTRODUCCIÓN

El proceso de moldeo por inyección es una de las técnicas destacadas de transformación de polímeros debido a su versatilidad y alta productividad, que permite producir grandes volúmenes de piezas con formas complejas y excelente tolerancia dimensional a bajos costes[1-3]. Durante el proceso de moldeo por inyección, el polímero sufre diversas transformaciones debido a las variaciones en el entorno al que está sometido. Este entorno, caracterizado por velocidades de calentamiento y enfriamiento y diferentes campos de tensión, hace que la pieza moldeada presente una microestructura heterogénea intrínseca, caracterizada por una variación gradual de su morfología, cristalinidad, orientación molecular y, en consecuencia, sus propiedades finales. Las variaciones en el entorno están asociadas a las condiciones de transformación, la geometría del molde y las propiedades del polímero[4,5]. Los parámetros de procesado que tienen influencia en la microestructura de las piezas moldeadas son la velocidad de inyección, las temperaturas de la masa fundida y del molde, las presiones de inyección y los tiempos de envasado y enfriamiento. Sin embargo, es difícil establecer una relación directa entre los parámetros y la microestructura resultante de las piezas moldeadas[1,6-12].

En los polímeros semicristalinos, la orientación molecular está directamente relacionada con los procesos de cristalización y los procesos de relajación[4,6,9]. Cabe señalar que si un fluido viscoelástico se somete a un flujo de cizallamiento permanente y uniforme, se produce una recuperación de la deformación muy compleja, y la magnitud de esta deformación será función del cizallamiento aplicado[8,13]. Tadmor[8,9] describió el flujo del frente de flujo como esencialmente estacionario elongacional.