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Fluidos no newtonianos: el maravilloso mundo de los polímeros fundidos
2024-09-14
En la vida diaria, las propiedades de flujo de muchas sustancias con las que entramos en contacto, como agua, aceite, etc., siguen las leyes de los fluidos newtonianos, es decir, el esfuerzo cortante es proporcional a la velocidad de corte. Sin embargo, existe un tipo especial de fluido cuyo comportamiento de flujo no sigue esta simple ley, que es el fluido no newtoniano. Como tipo de fluido no newtoniano, el polímero fundido utilizado en el procesamiento de plásticos ha atraído mucha atención debido a sus propiedades físicas únicas y su amplia gama de aplicaciones.
¿Qué es un fluido no newtoniano?
Los fluidos no newtonianos, como su nombre indica, son fluidos que no siguen las leyes de viscosidad de Newton. A diferencia de los fluidos newtonianos, la viscosidad de los fluidos no newtonianos no es constante sino que cambia a medida que cambia la velocidad de corte. Cuando este fluido se somete a una fuerza de corte, su estructura molecular interna cambiará, lo que provocará que la viscosidad del fluido también cambie.
Propiedades de los fluidos no newtonianos
Dilución por cizallamiento: cuando un polímero fundido se somete a un esfuerzo de cizallamiento, su viscosidad disminuirá a medida que aumenta la velocidad de cizallamiento. Por ejemplo, cuando algunos polímeros fundidos se moldean por inyección, la viscosidad de la masa fundida se puede reducir aumentando la velocidad de inyección, lo que facilita el llenado del molde.
Espesamiento por corte: aunque la mayoría de los polímeros fundidos exhiben adelgazamiento por corte, también hay algunos polímeros fundidos cuya viscosidad aumenta cuando aumenta la tensión de corte, es decir, espesamiento por corte. Esta propiedad puede resultar ventajosa en determinadas aplicaciones.
Viscoelasticidad: el polímero fundido no solo es viscoso sino también elástico. Pueden crear una fuerza elástica que volverá a su forma original si se estira y luego se suelta. Esta viscoelasticidad confiere al polímero fundido un comportamiento de fluidez especial durante el procesamiento.
Características de la masa fundida de polímero.
La masa fundida de polímero es un fluido formado por polímero en estado fundido. Debido a la estructura de cadena larga y las características entrelazadas de las cadenas de polímeros, cuando el polímero fundido se somete a una fuerza de corte, las cadenas moleculares se orientarán y deslizarán, lo que provocará cambios en la viscosidad. Esta propiedad reológica única brinda al polímero fundido muchas ventajas únicas durante el procesamiento.
La viscosidad de los polímeros fundidos generalmente disminuye al aumentar la velocidad de corte, un fenómeno conocido como "adelgazamiento por corte". Esto hace que el polímero fundido sea más fácil de fluir y procesar bajo cizallamiento de alta velocidad. Al mismo tiempo, los polímeros fundidos también tienen buena elasticidad y ductilidad, lo que les permite adaptarse mejor a la forma del molde durante el proceso de moldeo, produciendo así productos con formas complejas y estructuras finas.
Aplicación de polímero fundido.
Los polímeros fundidos se utilizan ampliamente en la producción industrial. En la producción de productos plásticos, los polímeros fundidos se utilizan ampliamente en moldeo por inyección, extrusión, moldeo por soplado y otros procesos de moldeo. Además, los polímeros fundidos también desempeñan un papel importante en el caucho, los revestimientos, los adhesivos y otros campos.
Tomando como ejemplo la línea de producción de películas orientadas biaxialmente, el polímero fundido se calienta hasta un estado fundido en la extrusora y luego se inyecta en el molde a través del tubo de fusión. Debido a las características de adelgazamiento por cizallamiento de la masa fundida de polímero, puede mantener una viscosidad más baja durante el corte del tornillo a alta velocidad, lo que facilita llenar cada rincón del molde y obtener un buen producto de película mediante fundición de láminas y estiramiento biaxial.
en conclusión
Como fluido no newtoniano típico, las propiedades reológicas únicas del polímero fundido aportan muchas ventajas a la producción industrial. Al comprender profundamente las propiedades físicas y las características de procesamiento de los polímeros fundidos, podemos utilizar mejor este material y desarrollar productos más innovadores y prácticos. Con el continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología, la investigación sobre polímeros fundidos y fluidos no newtonianos seguirá profundizándose, aportando más posibilidades a la producción y la vida humanas.
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