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Control de calidad: deformaciones y fallas presentes en materiales poliméricos

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Suponiendo que requieres una pieza de plástico o una película con propiedades muy específicas, ya sea estabilidad de temperatura, de una dimensión precisa o resistencia a la luz ultravioleta, sin embargo, al tenerla te percatas de un incumplimiento a alguna de estas características. ¿Cómo podemos controlar todos los requisitos pedidos y verificar analíticamente el cumplimiento de calidad? Bien pues en este blog atenderemos esta problemática.

Las propiedades mecánicas de los materiales poliméricos se especifican con muchos de los mismos parámetros usados en los metales, mediante la prueba de tensión podremos encontrar los valores de sus propiedades. Sin embargo, en el caso de los polímeros la mayoría de sus propiedades mecánicas son sensibles a:

  • La rapidez de deformación
  • La temperatura
  • La naturaleza química del ambiente que lo rodea (presencia de solventes orgánicos, agua, oxigeno, etc.)

Podemos afirmar que las propiedades mecánicos de los polímeros son mucho más sensibles a los cambios de temperatura, ahora, ¿cómo nos afecta esto a nivel industrial? La causa de una falla, en la mayoría de los casos, se presenta en la etapa de manufactura ya sea en el procesamiento primario, en el moldeo por inyección o en operaciones secundarias.

Básicamente el origen de todas las fallas se encuentra en el diseño, el material o el procesamiento y generalmente los tres contribuyen simultáneamente; el material y el procesamiento se encuentran muy ligados. Estos problemas se presentan debido a las propiedades mencionadas anteriormente.

Un ejemplo muy claro es el polipropileno (PP), una materia prima de uso frecuente para la fabricación de películas delgadas como películas separadoras en baterías.

Se realizó un experimento sobre este material, debido a un problema que surgió durante el procesamiento de películas de PP. Los productos de ciertos lotes de gránulos de PP en bruto eran fáciles de romper, mientras que los de los otros lotes presentaban buena calidad. El objetivo era descubrir la razón detrás de esto y, lo que es más importante, establecer un método para un control de calidad confiable de los gránulos de PP en bruto. Como es de esperarse, este método de control de calidad se llevaría a cabo con un DSC o TGA básico.

El siguiente experimento se obtuvo del blog “How Quality Control and Failure Analysis of PP Effectively Prevent Scrapping of Goods” escrito por Jinyan Li, Liang Xu y el Dr. Zhiqiang Zeng de NETZSCH Scientific Instruments Trading, China donde podrás observar el procedimiento completo. Mientras tanto, te hablaré de forma concisa de las conclusiones de este experimento.

De forma general se pudo determinar la calidad de las películas de PP mediante las pruebas de mediciones DSC y TGA, la falla encontrada dependía del comportamiento de cristalización de los gránulos de PP. Con respecto a las técnicas de análisis podemos decir que, es posible utilizar la temperatura de inicio de cristalización de la curva de enfriamiento de DSC como un método simple de control de calidad. 

Sin embargo, podemos lograr una solución más completa y confiable aplicando la tecnología de análisis NETZSCH Identify donde nos ayudará a comparar la curva de enfriamiento DSC de la muestra con una Clase de referencia, que se puede construir a partir de varias curvas de enfriamiento para las muestras OK. ¿Deseas saber cómo puedes implementarla correctamente? Escríbenos en este blog o contáctanos para poder darte una asesoría gratuita.

El problema de control de calidad para ciertos materiales poliméricos está muy presente y nosotros podemos ayudarte a reducir al mínimo estos problemas. Porque sabemos que tú puedes cambiar al mundo en Analitek…

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Eduardo Escamilla
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Especialista de producto

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