El ahorro de tiempo en la investigación de polímeros tiene muchos beneficios y se puede lograr de diferentes maneras, desde reducir el tiempo de capacitación del operador hasta aumentar el rendimiento de la investigación y alcanzar resultados exactos y reproducibles. A continuación se presentan tres oportunidades entre tres técnicas (reología, analizador termogravimétrico [TGA, por sus siglas en inglés] y calorímetros de escaneo diferencial [DSC, por sus siglas en inglés]) que ofrecen soluciones para ahorrar tiempo en su investigación de polímeros.

La reología de fusión de polímeros se puede utilizar para identificar la estructura molecular, lo que puede afectar la calidad del procesamiento, tal como durante la extrusión y el moldeado de piezas. Dependiendo del proceso de fabricación, un material puede experimentar una amplia gama de temperaturas y velocidades de procesamiento, en distintos períodos de tiempo, de modo que es crucial predecir el comportamiento de fusión del polímero desde el principio para optimizar las condiciones de procesamiento. Los pasos de optimización pueden implicar mantener los polímeros en condiciones isotérmicas durante períodos de tiempo específicos o aumentar la temperatura para mejorar la fluidez hacia moldes.

Una configuración común para la reología de fusión de polímeros es la geometría de placa paralela. A diferencia de una geometría de cono, que a menudo se usa cuando se prueban materiales de baja viscosidad como aceites y líquidos, el gradiente de velocidad dentro de la muestra es mayor en el borde exterior. Esto significa que el par de torsión medido por el instrumento y los datos es en su mayor parte representativo de este borde. Para lograr resultados precisos y reproducibles, es importante que el usuario elimine de manera consistente el exceso de muestra, lo que se llama recorte, para evitar efectos de borde.

La tecnología de recorte automático elimina muchas fuentes de variación relacionadas con errores de usuario e inconsistencias de múltiples usuarios. Puede usarse para mejorar hasta cinco veces la consistencia, la repetibilidad y la precisión de las mediciones, mientras que aumenta 80% el tiempo que el usuario puede dedicar a otras actividades, y reduce a menos de 30 minutos el tiempo de capacitación de nuevos operadores.

Lea el resumen técnico Automatización del flujo de trabajo de reología de fusión de polímeros: recorte automático para reómetros (Polymer Melt Rheology Workflow Automation: Auto-Trim for Rheometers)

El procedimiento del ANSI (Instituto Nacional Estadounidense de Normas )/ASTM (Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales) D-2307 es una prueba que se utiliza comúnmente para estimar la vida útil del aislamiento del cable. En este procedimiento, pares trenzados de cables aislados se envejecen en horno (durante hasta 50 días) a temperaturas altas (hasta 240 °C) hasta que se produce ruptura de voltaje.

Este procedimiento, si bien es útil, consume mucho tiempo, y a menudo lleva muchos meses, en particular para materiales muy estables. A medida que se introducen materiales de aislamiento eléctrico poliméricos cada vez más estables, el tiempo necesario para una serie completa de pruebas se torna excesivo.

El análisis termogravimétrico, (TGA), que vigila los cambios de peso en un material a medida que cambia la temperatura, ofrece una alternativa viable al envejecimiento en horno. El tiempo total para evaluar un material es de menos de un día, y con TGA automatizado, el tiempo real de operador es aún menor; es posible la evaluación durante la noche.

Lea el estudio completo Estimación de la vida útil de polímero mediante cinética de descomposición con TGA (Estimation of Polymer Lifetime by TGA Decomposition Kinetics)

La tecnología de calorímetro diferencial de barrido (DSC, por sus siglas en inglés) es una herramienta clave para comprender las propiedades térmicas y la morfología de un material. El tereftalato de polietileno (PET) es un ejemplo de un polímero termoplástico semicristalino omnipresente. Uno de los factores clave que afecta las propiedades materiales del PET es el porcentaje de cristalinidad, que puede controlarse mediante condiciones de procesamiento térmico.

El estudio de muestras de PET en condiciones idénticas, simultáneamente, permite la comparación directa de las muestras entre sí en las mismas condiciones, y pueden identificarse diferencias de las propiedades térmicas en función del historial térmico. La ejecución de muestras en paralelo ofrece el potencial de aumentar el rendimiento de la investigación, disminuir los tiempos de ejecución y mejorar la eficiencia general de un laboratorio.

Lea el estudio completo Análisis de termoplásticos semicristalinos con un DSC X3 (Semi-Crystalline Thermoplastic Analysis using an X3 DSC)

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