Poliamidas
Absorción de humedad
El agua
Todos los materiales poliméricos durante la síntesis, el transporte y el almacenamiento tienen una tendencia a
retener la humedad, alcanzando un valor de equilibrio con el medio ambiente, que depende del tipo de polímero,
de la humedad y de la temperatura del aire , dal tamaño del gránulo o de la pieza. En general la higroscopicidad
de un polímero está relacionada con la polaridad de la estructura química de las macromoléculas del propio
polímero. Una característica importante del agua viene dado por la polaridad de su molécula, con momento
dipolar molecular igual a 1,847 D. La molécula de agua forma un ángulo de 104,5º con el átomo de oxígeno en el
vértice y los dos átomos de hidrógeno en ambos extremos.
Electronegatividad de los polímeros
Dado que el oxígeno tiene una electronegatividad mayor, el vértice de la molécula tiene una carga eléctrica
negativa (δ-), mientras que los extremos llevan una carga eléctrica positiva (δ +). Una molécula que exhibe este
desequilibrio de cargas eléctricas se dice que es un dipolo eléctrico. En la estructura molecular de muchos
polímeros higroscópicos que está presente el grupo carbonilo, que es un grupo funcional que consiste en un
átomo de carbono y uno de oxígeno unido por un doble enlace. La característica especial de este grupo es que
el oxígeno es electronegativo.
Polímeros con grupos carbonilo que tiene una negatividad en el oxígeno, como las poliamidas, atrae a la carga
positiva presente en el hidrógeno de la molécula de agua. La atracción entre la carga positiva y la negativa
genera una unión débil llamado puente de hidrógeno.
Higroscópico y no higroscópico
En función de la absorción de agua del polímero en el medio ambiente, los polímeros se dividen en 2 categorías ,
higroscópico y no higroscópico.
- En los materiales higroscópicos, el agua se absorbe dentro del gránulo de plástico y se une químicamente con el propio material, por ejemplo, poliamidas (PA), policarbonato (PC), polimetacrilato de metilo (PMMA), tereftalato de polietileno (PET), Acetal (POM), ABS, SAN y polisulfona (PSU). Para estos polímeros, la eliminación de la humedad es más difícil y requiere el uso de deshumidificadores en los que el aire caliente se deshumidifica antes de ser inyectado en el sistema. Estos polímeros son polares como el agua.
- En los polímeros no higroscópicos, por otro lado, como los polímeros fluorados de polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), PVC y PVDF, el agua no penetra en el material sino que permanece en la superficie, pertano El proceso de secado es más simple y rápido y requiere el uso de secadores de aire caliente. Generalmente, estos polímeros son apolares, como el aceite.
Efecto de la humedad
La humedad, tanto externa como interna, afecta negativamente la calidad estética y funcional del producto. Por lo tanto, a las temperaturas de transformación de los materiales poliméricos, el agua puede convertirse en vapor, lo que da lugar a defectos como:
- Apariencia mate
- Rayas plateadas
- Rayas marrones
- Líneas de soldadura marcadas y débiles
- Piezas incompletas
- Manchas
- Burbujas superficiales
- Retiros irregulares
- Tensiones estructurales
- Deformaciones y roturas
- Problemas de desmoldeo
Sub-productos
Otro mecanismo de las moléculas de agua residual contenido en los gránulos, a altas temperaturas de
procesamiento, es posible que se insinúo en las cadenas moleculares del polímero y puede dar reacciones de
hidrólisis que rompen las cadenas moleculares y conduce a la formación de sub-productos con variación del
peso molecular de polímero, variación de las propiedades químicas y además de propiedades reológicas . En
particular, los polímeros obtenidos a través de reacciones de condensación ( Poliamidas 6 y 66) son
particularmente susceptibles a las reacciones de hidrólisis a altas temperaturas.
Polímeros
con grupos carbonilo que tiene una
negatividad en el oxígeno atrae a la carga positiva presente en el hidrógeno de
la molécula de agua. La atracción entre la carga positiva y la negativa genera
una unión débil llamado puente de hidrógeno. Ademas en la poliamida el hidrógeno
unido al nitrógeno tiene una carga positiva débil,
ya
que el átomo de nitrógeno es mucho más electronegativo que el átomo de
hidrógeno, y una vez atraído por la carga negativa de la molécula de oxígeno
del agua forma un enlace de puente de hidrógeno.
Cuando
poliamidas están expuestos
a la humedad / agua, se pueden producir diferentes efectos. En primer resultado de la absorción
de la humedad de poliamida es un cambio dimensional debido a los procesos de
hinchamiento. Esta absorción de la humedad afecta también algunas propiedades
mecánicas de compuestos de poliamida. Esto significa que las propiedades como
la fuerza, la rigidez, el alargamiento y la tenacidad se ven afectados.
.
Humedad de saturación por ubicación
Relación
entre la cantidad de vapor de agua que tiene una masa de aire y la máxima que
podría tener.
- Ps(T) sube mucho con la temperatura para 1 kg de aire tenemos :
- 80% in Sur Asia 32 gr de agua a 32°C
- 65% in Europa 18 gr de agua a 23°C
- 38% in Mexico 8 gr de agua a 29°C
Poliamida con fibras de vidrio corta
Dado que el oxígeno tiene una electronegatividad mayor, el vértice de la molécula tiene una carga eléctrica negativa (δ-), mientras que los extremos llevan una carga eléctrica positiva (δ +). Una molécula que exhibe este desequilibrio de cargas eléctricas se dice que es un dipolo eléctrico. En la estructura molecular de muchos polímeros higroscópicos que está presente el grupo carbonilo, que es un grupo funcional que consiste en un átomo de carbono y uno de oxígeno unido por un doble enlace. La característica especial de este grupo es que el oxígeno es electronegativo.
Polímeros con grupos carbonilo que tiene una negatividad en el oxígeno atrae a la carga positiva presente en el hidrógeno de la molécula de agua. La atracción entre la carga positiva y la negativa genera una unión débil llamado puente de hidrógeno.
Ademas en la poliamida el hidrógeno unido al nitrógeno tiene una carga positiva débil, ya que el átomo de nitrógeno es mucho más electronegativo que el átomo de hidrógeno, y una vez atraído por la carga negativa de la molécula de oxígeno del agua forma un enlace de puente de hidrógeno. Cuando poliamidas están expuestos a la humedad / agua, se pueden producir diferentes efectos. En primer resultado de la absorción de la humedad de poliamida es un cambio dimensional debido a los procesos de hinchamiento. Esta absorción de la humedad afecta también algunas propiedades mecánicas de compuestos de poliamida. Esto significa que las propiedades como la fuerza, la rigidez, el alargamiento y la tenacidad se ven afectados.
Poliamidas sin carga
Una de las desventajas insidiosos de ciertos plásticos, tales como poliamidas, es su tendencia a absorber la humedad de ambiente, a continuación, cambiar sus propiedades. Debido a su distribution en la cadenas poliméricas la PA6 absorbe más humedad que la PA66 ; el aumento del numero de H-enlance en las cadenas de PA66 crear una estructura cerrada y las moléculas de agua tienen meno posibilidad de interactuarse que la PA6.
Poliamidas con carga
Por las mismas razones, una poliamida con fibra de vidrio va a absorber menos humedad que el material sin carga y la cantidad de esta variación es proporcional al contenido de material de carga de vidrio.
Poliamidas
- Las poliamida , si se exponen al aire húmedo o sumergidos en agua, absorben la humedad a una velocidad que depende de las condiciones
- Si se exponen a condiciones aceleradas, conocido como acondicionado, que pueden alcanzar el contenido de humedad deseado en el menor tiempo
- Afortunadamente, la absorción de la humedad es un proceso reversible
Por què secarla ?
La absorción de agua da lugar a cambios en :
- las propiedades
- dimensiones
- encogimiento
Humedad a la saturación
Relación entre la cantidad de vapor de agua que tiene una masa de aire y la máxima que podría tener. Ps(T) sube mucho con la temperatura para 1 kg de aire tenemos :
- 80% in Sur Asia 32 gr de agua a 32°C
- 65% in Europa 18 gr de agua a 23°C
- 38% in Mexico 8 gr de agua a 29°C
Que es la humedad relativa ?
Relación entre la cantidad de vapor de agua que tiene una masa de aire y la máxima que podría tener.
P =presión parcial de vapor
Contribución de la presión de vapor de agua [P] = Pa
Ps(T) = presión de saturación Valor máximo de la presión de vapor a una temperatura determinada [PS] = Pa
Contenido de humedad de equilibrio como función de la humedad relativa durante la exposición en el aire a 23°C ( Test speciment 60x60x3 mm)
PA66
El nailon 66 (poliamida 6 o PA6) es un material semicristalino la cual mantiene una gran resistencia y rigidez a altas temperaturas. Tras el moldeo, el PA66 conserva su higroscopicidad. Para mejorar las propiedades mecánicas del nailon PA66 moldeado por inyección, se suelen añadir diversos modificadores., como la fibra de vidrio es el aditivo más común.
PA6
El nailon 6 (poliamida 6 o PA6) es un polímero semitransparente con excelente termo-plasticidad, buena resistencia química y durabilidad tras su modificación. Se utiliza ampliamente en la fabricación de rodamientos, automóviles y tractores para diversas máquinas de oleoductos y equipos industriales, como material de antivaho cero.
Degradación
Si la temperatura de fusión supera los 300°C, se debe evitar un tiempo de residencia excesivo (por ejemplo, más de 15 minutos); de lo contrario, se degradará y el producto se decolorará o se volverá quebradizo. Si el plástico está demasiado caliente, debe limpiarse. Si se va a prolongar el tiempo de retención, la temperatura debe reducirse a 200°C.
