Para poder fabricar piezas usando moldeo por inyección es necesario considerar ciertos parámetros que son de suma importancia para esta práctica. Uno de ellos es la llamada Tg o temperatura de transición vítrea, la cual se emplea tanto en la producción como en el procesamiento de polímeros usados para desarrollar productos farmacéuticos, envases, textiles y diversos artículos de uso diario.
A continuación, te explicamos todos los detalles acerca de esta magnitud y explicaremos su importancia para el moldeo de plástico.
¿Qué es la temperatura de transición vítrea (Tg)?
Entender este concepto es fundamental para elegir el material y para su posterior tratamiento. Esto es porque afecta de manera directa las propiedades físicas y químicas del material. Un ejemplo de esto es que la temperatura de transición vítrea establece la resistencia a la deformación, su estabilidad, capacidad para soportar cargas y la duración del mismo.
Para poder definir mucho mejor este parámetro, es necesario saber cuál es su procedencia. Aquí hay que tener presente que los polímeros termoplásticos y los elastómeros, tal como los vidrios, poseen una característica particular, y es que no se solidifican a una temperatura única (temperatura de fusión de sólidos cristalinos).
Lo que sucede con ellos es que se vuelven sólidos en un rango de temperaturas, es decir, yendo progresivamente de estado líquido a sólido. Todo este medio de temperatura es conocido como temperatura de transición vítrea. Gracias a esta idea, es posible establecer esta magnitud de una forma más formal.
Ahora bien, la Tg es la temperatura a la cual un polímero amorfo cambia de estado duro (vítreo) a estado blando (correoso) o al contrario. Este parámetro está relacionado con la resistencia y las capacidades del material para cualquier aplicación o uso que se le quiera dar.
Se encuentra relacionado con las propiedades mecánicas del polímero, es decir, con la resistencia a la tracción, elasticidad, resistencia a los impactos y rango de temperatura operativa. Además, depende de diversos parámetros, como el peso molecular, la estructura molecular, el nivel de entrecruzamiento y puede verse afectada por la velocidad a la que se enfría el material.
Diferencias entre polímeros semicristalinos y amorfos
Para establecer las diferencias entre los polímeros semicristalinos y amorfos, hay que entender bien de dónde deriva este concepto. La palabra polímero proviene de las raíces griegas “poli” y “mer” que significan muchas partes. En este sentido, los polímeros son cadenas extensas de moléculas pequeñas, que se encuentran unidas a través de un proceso denominado polimerización, donde su peso molecular se encuentra entre los cientos y los cientos de miles.
Los polímeros se clasifican en dos tipos, los termoestables y los termoplásticos. Al mismo tiempo, los termoplásticos podemos clasificarlos de dos maneras. En este caso, tenemos los polímeros amorfos y semicristalinos. Dentro de los amorfos podemos encontrar a los polímeros como el policarbonato y el poliestireno, mientras que dentro de los semicristalinos encontramos a polímeros como el acetal o el polipropileno.
Polímeros amorfos
Los polímeros amorfos poseen una estructura de cadena desordenada o aleatoria. Cuando la temperatura disminuye por debajo de la temperatura de transición vítrea se vuelven rígidos y frágiles. Pero cuando incrementa, se funden paulatinamente hasta que se vuelven gomosos.
Esta es la llamada transición vítrea. Si se continúa aumentando la temperatura, se funden de forma progresiva, por lo que pueden ser fácilmente moldeables. Todo esto, atravesando la Tg hasta que alcanza una temperatura en la que el material se vuelve viscoso.
Generalmente, son transparentes, mientras que los semicristalinos en su mayoría son opacos. Presentan gran estabilidad y son menos propensos a deformaciones durante el proceso de moldeo. Ofrecen gran resistencia al agua caliente y al vapor, además de que poseen buena resistencia a los impactos. Es por eso que son muy usados para realizar productos de fontanería.
Polímeros semicristalinos
Por otro lado, los polímeros semicristalinos poseen áreas o regiones cristalinas que se encuentran muy ordenadas, unidas con las regiones amorfas. Las amorfas presentan el mismo comportamiento que acabamos de mencionar. No obstante, en los materiales semicristalinos, cuando las regiones amorfas atraviesan las Tg las regiones cristalinas se mantienen ordenadas y le dan estructura al material bruto.
Es por esto que los materiales semicristalinos se pueden usar una vez que hayan superado la temperatura de transición vítrea. Los polímeros semicristalinos como el polipropileno poseen una Tg alrededor de los -20 ° y para temperaturas por encima de esta se emplean para muebles de jardín, los cuales son resistentes y flexibles en verano, pero en invierno pueden ser quebradizos.
Con esto, queda demostrado que la cristalinidad de los polímeros influye directamente en las propiedades del plástico. A mayor grado de cristalización, la pieza moldeada será mucho más rígida y al mismo tiempo más frágil.
En BSDI estamos interesados en que conozcas todo lo referente al moldeo por inyección, para que así puedas llevar a cabo tus proyectos satisfactoriamente. Si tienes alguna inquietud no dudes en consultarnos y nuestro equipo podrá ayudarte sin importar la fase en la que se encuentre tu proyecto.
