Aditivos en polímeros: tipos, funciones y dosificación

Resumen

El documento describe los aditivos empleados para mejorar las propiedades de los polímeros, distinguiendo entre aditivos compatibles e incompatibles. Se explican las funciones de cargas, refuerzos, plastificantes, lubricantes, estabilizantes, absorbentes UV, colorantes y retardantes de llama. También incluye los tipos de concentrados, las formas de expresar su dosificación y los equipos de mezcla más comunes.

Puntos clave

Los aditivos se dispersan en la matriz polimérica sin modificar su estructura molecular.
Las cargas mejoran sobre todo la resistencia mecánica, en forma de polvo, con una mejora moderada.
El refuerzo tiene forma de fibra, convierte al plástico en un material distinto y representa un porcentaje importante de la masa.
Los plastificantes aumentan la distancia entre cadenas y disminuyen la temperatura de transición vítrea (Tg).
Los lubricantes externos reducen la fricción con los equipos y los internos mejoran el flujo del polímero fundido.
Los tintes se disuelven en el polímero y los pigmentos forman una fase separada en forma de polvo fino.
La dosificación de concentrados puede expresarse en porcentaje o en pcr (partes por cien de resina).

Ponte a prueba

1. Características de los Aditivos en Polímeros

Son sustancias añadidas para mejorar las propiedades del polímero.
Se presentan como material disperso en la matriz polimérica.
No afectan a su estructura molecular.

2. Consideraciones al Añadir Aditivos a los Polímeros

Determinar la cantidad óptima de aditivo en la mezcla.
Asegurar la compatibilidad del aditivo con el polímero.
Lograr una buena dispersión del aditivo.

3. Tipos de Aditivos Según su Compatibilidad

Aditivos compatibles: Son totalmente miscibles y se difunden de forma homogénea por la matriz del polímero. Este es el efecto que se busca habitualmente.
Aditivos incompatibles: Son inmiscibles con el polímero y tienden a migrar a la superficie del objeto. En ocasiones, esto es deseable si se busca modificar la superficie.

4. Función de las Cargas en un Plástico

Las cargas se adicionan principalmente para mejorar la resistencia mecánica del plástico.

5. Diferencias entre Refuerzo y Carga

La carga suele ser en forma de polvo, mientras que el refuerzo suele ser en forma de fibra.
El refuerzo convierte al plástico en un material distinto, con una resistencia mecánica significativamente mayor, mientras que la carga proporciona una mejora moderada en la resistencia.
El refuerzo constituye un porcentaje importante de la masa total, a diferencia de la carga.

6. Efecto de los Plastificantes en la Temperatura de Transición Vítrea (Tg)

Los plastificantes son sustancias aceitosas que se introducen entre las cadenas del polímero, aumentando la distancia entre ellas. Esto reduce los enlaces intermoleculares y, en consecuencia, disminuye la Tg.

7. Diferencias entre Lubricantes Internos y Externos

Lubricantes externos: Reducen la fricción del polímero con las partes metálicas de los equipos de procesamiento.
Lubricantes internos: Mejoran el flujo del polímero fundido al reducir la fricción entre sus moléculas.

8. Diferencias entre Lubricante Externo y Desmoldeante

El desmoldeante no se añade a la mezcla del polímero, sino que se aplica directamente al molde. En cambio, el lubricante externo se incorpora a la mezcla del polímero.

9. Diferencias entre Estabilizante y Absorbente UV

Ambos protegen al polímero de la luz ultravioleta. Sin embargo, el estabilizante actúa mediante un mecanismo químico, mientras que el absorbente UV lo hace a través de un mecanismo físico.

10. Tipos de Colorantes para Polímeros

Tintes: Se disuelven completamente en el polímero, dispersándose a nivel molecular.
Pigmentos: No se disuelven en el polímero. Son sólidos en forma de polvo muy fino que permanecen como una fase separada dentro de la matriz polimérica.

11. Función de los Retardantes de Llama

Los retardantes de llama sirven para evitar que el polímero se inflame o para retrasar la propagación del fuego.

12. Tipos de Concentrados

Granulados: Contienen los aditivos en la propia resina.
En polvo: Contienen los aditivos en un vehículo no polimérico en forma de polvo.
Universales: Consisten en una dispersión de aditivos en un vehículo aglomerante.

13. Formas de Expresar la Dosificación de los Concentrados

En porcentaje: Se indica el porcentaje de partes de concentrado en 100 partes de la mezcla (por ejemplo, si de 100% de mezcla, el 2% es de concentrado, se expresa como 2%).
En pcr (partes por cien de resina): Se indica la cantidad de concentrado que se añade al polímero base. Por ejemplo, si a 100 partes de polímero se le añaden 2 partes de concentrado, se expresa como 2 pcr, resultando en un total de 102 partes.

14. Tipos de Mezcladores

Mezcladores en seco
Mezcladores de cintas
Mezclador estático
Mezclador interno por carga
Calandras
Extrusoras

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre carga y refuerzo en un plástico?

La carga suele presentarse en forma de polvo y mejora moderadamente la resistencia mecánica. El refuerzo tiene forma de fibra, da lugar a un material con resistencia significativamente mayor y constituye un porcentaje importante de la masa total.

¿Qué efecto tienen los plastificantes sobre el polímero?

Se introducen entre las cadenas del polímero, aumentando la distancia entre ellas. Esto reduce los enlaces intermoleculares y disminuye la temperatura de transición vítrea (Tg).

¿Qué diferencia hay entre un estabilizante y un absorbente UV?

Ambos protegen al polímero de la luz ultravioleta. El estabilizante actúa mediante un mecanismo químico, mientras que el absorbente UV lo hace mediante un mecanismo físico.

¿Cómo se expresa la dosificación de un concentrado en pcr?

Se indica la cantidad de concentrado añadida por cada 100 partes de polímero base. Por ejemplo, 2 partes de concentrado sobre 100 de polímero se expresan como 2 pcr, con un total de 102 partes.