Microfibrilación de mezclas poliméricas

Mezcla y extrusión

El polímero de la matriz y el de refuerzo se secan, se mezclan y se compuestan en la extrusora. El resultado es un filamento continuo e isótropo: gotas de PET repartidas al azar dentro del PE.

PE, matriz. Los pellets funden y forman la fase continua.
PET, refuerzo. Se dispersa como gotas pequeñas y sin orientación.

Estirado y fibrilación

El filamento pasa por dos pares de rodillos. La relación de estirado DR = S₂/S₁ indica cuánta orientación recibe la mezcla: las gotas de PET se alargan en microfibrillas paralelas al eje. Después el filamento se enrolla en una bobina o se peletiza.

Relación de estirado DR5,0

S₁2,0 m/min

S₂10,0 m/min

Fibrilla L/D≈ 11 : 1

Velocidades de ejemplo. La relación L/D es una estimación con deformación afín ideal (DR^1,5).

Consolidación de la matriz

Los filamentos o pellets se moldean a una temperatura T_proc entre las temperaturas de fusión de los dos polímeros. La matriz de PE funde y forma una fase isótropa, y las fibrillas de PET conservan su orientación. Si T_proc es demasiado alta, las fibrillas funden y se pierde el refuerzo.

Temperatura de proceso T_proc170 °C

PE ≈ 130 °CPET ≈ 255 °C

Tramo verde: ventana de procesado. Temperaturas de fusión de referencia, varían según el grado del polímero.

Temperatura de la prensa25 °C

Fase: Colocando filamentos
Matriz PE: sólida
Fibrillas PET: orientadas

El resultado aparece al terminar el ciclo.

Esquema didáctico, no está a escala. Basado en la descripción del proceso MFC de J. Mater. Sci. (2008), con el ejemplo PE/PET.