Propiedades mecánicas del polietileno lineal de baja densidad

Abstract

En la actualidad, las poliolefinas representan los materiales plásticos de mayor producción, constituyendo el polietileno (PE) más de la cuarta parte de la demanda de plásticos en Europa en los últimos años. Para ampliar el número de aplicaciones, el PE se comercializa en diferentes grados, en función de su estructura molecular. Uno de ellos es el polietileno lineal de baja densidad (PELBD), el cual es el resultado de emplear otras ¿-olefinas (1-buteno, 1-hexeno,¿) como comonómeros en la polimerización por coordinación del etileno. Los primeros catalizadores empleados para la síntesis de PELBD fueron los catalizadores Ziegler-Natta. Posteriormente, se desarrollaron los catalizadores metalocénicos ya que permiten obtener polímeros con una distribución de pesos moleculares más estrecha e incorporar comonómeros con una elevada regularidad. De esta forma se puede introducir, de manera controlada, ramificaciones de cadena corta en la estructura lineal de las cadenas de polietileno, las cuales interrumpen la secuencia cristalina de las cadenas de PE, reduciendo su densidad y, como consecuencia, modificantdo sus propiedades térmicas y mecánicas. En la realización de este proyecto se han utilizado diferentes técnicas para la determinación de las propiedades térmicas y mecánicas de dos series de PEBD, constituidos cada una de ellas por cinco copolímeros de etileno/1-buteno, sintetizadas con dos tipos de catalizadores: Ziegler-Natta y metaloceno. La técnica calorimétrica llamada DSC (del inglés: Differential Scanning Calorimetry) ha permitido la determinación de las propiedades térmicas más relevantes de los distintos PEBD, como son: la cristalinidad, la temperatura de fusión, la temperatura de cristalización y la transición vítrea. El análisis dinamo-mecánico (DMA, del inglés: Dynamic-Mechanical Analyser) se ha empleado como técnica complementaria al DSC para el estudio en mayor detalle de la fracción amorfa de los PEBD. Así, mediante DMA se han estudiado las relajaciones térmicas de las partes más móviles de las cadenas que componen los copolímeros a través de la variación del módulo de almacenamiento y de pérdidas con la temperatura. Por último, las propiedades mecánicas también se han evaluado a través del empleo conjunto de técnicas de tracción y flexión. Así, los ensayos de tracción permiten la determinación del comportamiento esfuerzo-deformación a bajas y altas deformaciones, obteniendo información con el cual se podrá determinar diferentes parámetros como son el módulo elástico, el punto de fluencia o la resistencia a la tracción. El módulo elástico también puede determinarse por medidas de flexión.