Influence of carbon black trimodal mixture on LDPE films properties: Part2 – SME

Influencia de la mezcla trimodal de negro de humo en las propiedades de las películas de LDPE: Parte 2 - PYME

En este trabajo se estudió la influencia de la Energía Mecánica Específica (EME) para dispersar una distribución trimodal de negro de humo (CB) por extrusión, con el fin de evaluar el efecto sobre las propiedades de las películas de PEBD (colorimétricas y reológicas). Previamente se evaluaron tres tipos de CB (PARTE1) y se determinó que la mejor formulación era la combinación entre partículas pequeñas (S) y medianas (M) (F18 y F13), obteniéndose mayor fuerza colorante con menor viscosidad. En este trabajo (PARTE2), estas formulaciones fueron procesadas con diferentes niveles de SME variando los parámetros de extrusión, como la velocidad de rotación del tornillo (N) y la velocidad de alimentación (Q), modulando el SME. El resultado de cada proceso fue evaluado por la Fuerza de Tintado, MFI, Transmitancia Total y se determinó que el proceso con 600 rpm y 10 kg/h de velocidad de alimentación, generando una SME de 0,29 kWh/kg para F18-P03, desarrolló los mejores resultados, principalmente en la Fuerza de Tintado, de 126,7% a 133,2% en relación a F18 (PARTE1).

INTRODUCCIÓN

El sector de los colorantes sintéticos ha experimentado un crecimiento significativo de las tecnologías destinadas a producir moléculas de alto rendimiento para la industria del plástico. Este crecimiento está impulsado por la necesidad de identificación por colores en diversas aplicaciones, como alambres, cables, cubos de recogida selectiva, artículos de seguridad, etc. Estos colorantes desempeñan un papel crucial no sólo para proporcionar un aspecto estético y la identificación del material, sino también para contribuir a la protección de la matriz polimérica, junto con otros aditivos utilizados tradicionalmente.

Los colorantes utilizados en los plásticos se suelen clasificar en tintes y pigmentos. Los tintes son sustancias solubles dentro de la matriz polimérica, mientras que los pigmentos permanecen insolubles y distintos dentro de la matriz, y suelen consistir en pequeñas partículas.

Entre los principales pigmentos utilizados en materiales poliméricos destaca el negro de carbón (CB). El CB es una forma particulada de carbono elemental o carbono industrial. Aunque comparte la composición del carbono elemental con formas cristalinas naturales como el diamante y el grafito, el CB difiere química y físicamente de estas formas puras y más cristalinas.

El CB se produce como una forma coloidal de carbono elemental en reactores de pirólisis especializados que funcionan a temperaturas internas que oscilan entre 1400 y 2000 °C. Se pueden producir varios grados de CB con diferencias en el tamaño de las partículas y las estructuras de los agregados, lo que permite aplicaciones a medida en diferentes matrices de polímeros e industrias.