Rheología y propiedades reológicas – Caucho sintético

Hoy queremos compartir información útil sobre la reología.  

La reología es

el estudio del flujo de emulsiones y la deformación del estado sólido cuando se aplican esfuerzo y tensión. (De manera más simple, podríamos decir…!) 

El equipo utilizado para determinar las propiedades reológicas es el reómetro.

Existen diferentes tipos de reómetros, como el reómetro multifuncional o el reómetro capilar, que puede controlar esfuerzo o tensión.

Aplicación  

1. Polímeros – Determinación del índice de fusión

La determinación de las características reológicas de los polímeros se realiza generalmente en soluciones diluidas o polímeros fundidos, jugando un papel importante en la determinación de la estructura molecular (peso molecular, distribución del peso molecular y ramificación), el comportamiento de procesamiento y el rendimiento del producto final.

Al medir las características reológicas de polímeros fundidos, se utiliza generalmente el índice de fusión, que es un método experimental que mide la viscosidad en un solo punto y en realidad se refiere a la cantidad de material que pasa a través de un capilar bajo condiciones estándar (temperatura, presión y tiempo). El índice de fusión es el método más simple y rápido para distinguir diferencias relativas entre polímeros durante el control de calidad. Sin embargo, no puede distinguir con precisión diferencias estructurales ni proporcionar mucha información sobre cómo se comporta el material durante el procesamiento.

Los polímeros son materiales reológicos complejos que muestran características viscoelásticas bajo cambios de tensión, deformación y temperatura. Un ejemplo representativo es el caucho sintético (PDMS), que pasa de un estado masivo a un estado de almacenamiento al fluir lentamente como un líquido bajo la acción de la gravedad con el tiempo. Sin embargo, si se moldea en forma de pelota y se hace rebotar, se comporta como un elastómero, y si se estira bruscamente en este estado, se rompe completamente como un sólido plástico. Estas características del polímero muestran la importancia de medir las propiedades reológicas para entender cómo actúan durante y después del procesamiento en función de la agregación, deformación y cambios en el tiempo.

Generalmente, para medir tales características se utiliza un reómetro rotacional que puede controlar tensión o deformación.

• Medición de las características viscoelásticas (G’, G», tan delta) como función de la frecuencia (tiempo) y temperatura
• Medición de la estructura molecular (peso molecular, distribución del peso molecular, ramificación) usando rango de frecuencia y pruebas de fluencia/recuperación (viscosidad en cizalla cero)
• Efecto de la ramificación de cadenas largas en las propiedades viscoelásticas lineales (viscosidad en cizalla cero, conformidad recuperable en estado estacionario)

El reómetro capilar también se utiliza para las siguientes mediciones.

• Medición de la viscosidad de corte al replicar condiciones de procesamiento obtenidas durante el procesamiento desde bajos a altos índices de cizalla
• Medición del agrietamiento de fusión, expansión del dado y defectos de superficie (piel de tiburón) causados por propiedades elásticas presentes durante el procesamiento a altas tasas de cizalla
• Medición de importantes parámetros como la viscosidad de tensión y la resistencia a la fusión durante el procesamiento de polímeros