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• Javier DC Jimenez

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PRACTICA N° 4 DETERMINACION DEL INDICE DE FLUIDEZ DE PLASTICOS

1. OBJETIVOS 

Determinar el índice de fluidez (MFI) del plástico en su forma virgen y reciclada

2. MARCO TEORICO La industria de los materiales termoplásticos utiliza el índice de fluidez (prueba reologica) como una herramienta básica para el control de la calidad y la aceptación de los productos entrantes. La medida de las propiedades de flujo está contenida en la tarjeta de identidad, y se utiliza como una verificación para comprobar si el grado de plástico está dentro del rango de fluidez requerida. Esto se utiliza comúnmente para poliolefinas (polietileno HDPE, LDPE, LLDPE, y polipropileno PP). De acuerdo con la norma ISO 1133 y ASTM D1238, el MFI es el peso del polímero fundido a través de una boquilla estándar (2.095 x 8 mm) a una temperatura dada y con un peso estándar aplicado al pistón, que empuja la muestra. Según las normas existen dos métodos: Método A El medidor del índice de fluidez está formado por un canal de ensayos, que se calienta exactamente a la temperatura preseleccionada, una tobera de diámetro normalizado y de un pistón que lleva un peso en su parte superior. El material a ensayar se introduce en el canal de ensayos. Tras un tiempo determinado de precalentamiento, el material se extruye a través de la tobera por la fuerza del peso aplicado. El cordón extruido se corta en intervalos constantes de tiempo y se pesa a continuación. El resultado es el índice de fluidez en masa (IFM) que se halla de la masa extruida en 10 minutos. Este método es ideal para ensayos esporádicos con poco volumen de material. Método B Para poder ensayar según este método, el medidor del índice de fluidez tiene que estar dotado de un transductor de desplazamiento que mide el desplazamiento del pistón durante el ensayo. El índice de fluidez volumétrico (IFV) indica el volumen extruido en 10 minutos. Este método se emplea a menudo en el control de producción, ya que se puede automatizar mejor y resulta más fácil de manejar. Esto se debe, principalmente, a que no es necesario determinar el peso de las secciones de cordón extruidos. Si se conoce la densidad de fusión, se puede determinar el valor IFM. Para la determinación de la densidad de fusión se puede conectar adicionalmente una balanza al equipo. En algunos casos, puede ser de interés conocer la relación de los índices de fluidez que se hallaron con diferentes cargas de pistón. Este valor se conoce por coeficiente del índice de fluidez (‘Flow Rate Ratio’ (FRR)).

3. MATERIALES   

Pellets (LDPE, HDPE, y PP) virgen y reciclado. Embudo de metal (traer) Guantes de cuero.

4. EQUIPOS    

Medidor del índice de fluidez (Plastómetro). Balanza electrónica. Termocupla. Placa de Petri

5. PARTE EXPERIMENTAL PROCEDIMIENTO        

Se toma una pequeña cantidad de la muestra de polímero (alrededor de 4 a 5 gramos) en el aparato de IMF especialmente diseñado. El material se embala correctamente dentro del cañón para evitar la formación de bolsas de aire. Se introduce un pistón que actúa como el medio que causa la extrusión del polímero fundido. La muestra se precalienta durante un período de tiempo específico: 5 min a 190 °C para polietileno y 6 min a 230 °C para polipropileno. Después del precalentamiento, se introduce un peso específico en el pistón. Ejemplos de pesos estándar son 2.16 kg, 5 kg, etc. El peso ejerce una fuerza sobre el polímero fundido y comienza a fluir inmediatamente a través de la matriz. Se toma una muestra de la masa fundida después del período de tiempo deseado y se pesa con precisión. La IMF se expresa en gramos de polímero por 10 minutos de duración de la prueba.

6. RESULTADOS

POLIMERO PP HDPE LDPE

PESO

TIEMPO

IFM (gr/10min)

4.082 gramos

16.600 min

2.459 gr /10 min

7. CUESTIONARIO 1) Hacer un flujograma del proceso.

DETERMINACION DEL INDICE DE FLUIDEZ DE PLASTICOS

Se toma una pequeña cantidad de la muestra de polímero (alrededor de 4 a 5 gramos) en el aparato de IMF especialmente diseñado.

El material se embala correctamente dentro del cañón para evitar la formación de bolsas de aire.

La muestra se precalienta durante un período de tiempo específico: 5 min a 190 °C para polietileno y 6 min a 230 °C para polipropileno.

Se introduce un pistón que actúa como el medio que causa la extrusión del polímero fundido.

Después del precalentamiento, se introduce un peso específico en el pistón. Ejemplos de pesos estándar son 2.16 kg, 5 kg, etc.

La IMF se expresa en gramos de polímero por 10 minutos de duración de la prueba.

El peso ejerce una fuerza sobre el polímero fundido y comienza a fluir inmediatamente a través de la matriz.

Se toma una muestra de la masa fundida después del período de tiempo deseado y se pesa con precisión.

2) ¿Porque es importante en índice de fluidez para la fabricación de piezas termoplásticas? La viscosidad de un polímero tiene mucho que ver con el peso molecular del mismo y el peso molecular tiene una relación directa con sus propiedades, por tanto la medición de la viscosidad se convierte en importante para determinar las propiedades de un plástico. Esta relación de peso molecular y viscosidad es relativa, se pueden dar casos en que, añadiendo cargas o lubricantes internos, entre otros, en la formulación del plástico se puede modificar la fluidez o viscosidad de un polímero sin alterar su peso molecular.

3) Compare los resultados obtenidos con el anexo En la tabla anexada nos muestran valores obtenidos de ensayos a diferentes polímeros, siendo el que nos importa en nuestro caso el LDPE, tomamos énfasis en los valores de MFI del material virgen tendiéndose valores entre 0.6 a 2.0 gr/10min, en comparación con el valor que nosotros obtuvimos (2.459 gr /10 min) este se encentra cercano al valor máximo mostrado en la tabla anexada, esto podría deberse al equipo no muy convencional utilizado. 4) ¿Cómo se relaciona el índice de fluidez de un plástico con sus propiedades? 5) ¿Cómo varia el índice de fluidez en un plástico reciclado? 6) ¿En función de que se mide el índice de fluidez?. Explique 8. CONCLUSIONES A pesar de que la calidad del polímero varia después de ser sometido a diferentes procesos como el reciclado, es posible utilizarlo con buenos resultados en transformaciones o como aditivo, tal vez de tipo diferente a la que fue sometido originalmente. Por ejemplo un índice de fluencia alto como el que obtuvimos (superior a los valores indicados en el anexo) indica viscosidad baja, ideal para la inyección de productos plásticos.

9. ANEXO