Caracterización de aditivos y cargas
La caracterización de aditivos y cargas comprende las técnicas aplicadas para la identificación de este tipo de compuestos en un determinado material, especialmente, en los plásticos.
Esta práctica resulta fundamental para, por ejemplo, comprobar que el proceso de fabricación está obteniendo los resultados adecuados o para detectar posibles variaciones en la composición que, a su vez, pueden causar fallos.
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¿Qué son los aditivos y las cargas?
Aditivos y cargas son añadidos que se incorporan a los polímeros con un fin concreto, como mejorar sus propiedades, cambiar su color o, incluso, reducir su coste de fabricación. Se trata de materiales que pueden presentarse tanto en estado sólido como líquido y gaseoso y, para que formen parte del producto final, se aplicarán diversas técnicas adaptadas a cada caso.
Cargas y refuerzos
Existen multitud de tipos de cargas, que responden además a diversas clasificaciones. Entre ellas, se pueden destacar algunas como las cargas extensoras, cuyo fin es ocupar espacio para abaratar costes.
En cambio, las cargas funcionales también permiten incorporar nuevas propiedades que respondan a una función concreta, por lo que mejoran el resultado final. Dentro de esta clasificación se pueden encontrar compuestos muy comunes en la industria como la fibra de vidrio.
Aditivos
Los aditivos que se añaden a los plásticos suelen ser moléculas orgánicas incorporadas durante la fabricación o en otros procesos en cantidades pequeñas, por lo general en un rango que se sitúa entre el 0,05 y el 5% en peso. El objetivo de aplicar aditivos es mejorar las propiedades del polímero.
Dentro de este campo, se pueden diferenciar tres tipos de aditivos: potenciadores de rendimiento, modificadores de polímeros y aditivos que servirán de ayuda de proceso. En el caso de los potenciadores, su fin es proporcionar al polímero una propiedad que carece y entre ellos se pueden encontrar los retardantes de llama, antioxidantes o biocidas, entre otros.
En cuanto a los modificadores, que persiguen generalmente cambiar las propiedades mecánicas o físicas del material original, se cuentan aditivos como los agentes espumantes, modificadores de impacto o clarificantes.
Por último, las ayudas de proceso engloban, por lo general, a agentes tensoactivos con el fin de optimizar el rendimiento del polímero. Entre ellos se pueden hallar agentes desmoldantes o lubricantes.
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Técnicas de caracterización de aditivos y cargas
Existen diversas técnicas aplicadas para identificar los aditivos y las cargas que se encuentran en un determinado material. Estos son algunos de los más comunes:
Porcentaje de fibra de vidrio
El cálculo del porcentaje de fibra de vidrio es uno de los procedimientos más habituales en la caracterización de aditivos y cargas debido a la popularidad de este versátil material.
Espectroscopía FTIR
La espectroscopía FTIR utiliza el espectrómetro de transformada de Fourier infrarroja, un equipo de laboratorio que permite múltiples funciones, entre ellas, la identificación de compuestos como aditivos y cargas.
Fluorescencia de rayos X
Esta técnica espectroscópica usa la emisión fluorescente de rayos X fruto de la excitación del material con una fuente de radiación. Se trata de un procedimiento aplicable a diversos materiales, como cerámicas, vidrios o plásticos, con el fin de caracterizar sus componentes.
En este caso, la cromatografía servirá para separar los componentes de una mezcla, como puede ser el resultado de incorporar aditivos a un polímero. De esta forma, permitirá identificar y caracterizar añadidos como cargas en un determinado material.
Dispersión y grado de aglomeración de las partículas
En industrias como la de la pintura es un factor relevante conocer la dispersión y el grado de aglomeración de las partículas que configuran un material, ya que de ello dependerá en buena medida que el producto final tenga las propiedades adecuadas. La observación en microscopio u otras técnicas como la difracción láser permitirán conocer esta cuestión.
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