Caucho y plásticos es el término colectivo de las industrias del caucho y de los plásticos.
La industria del caucho es una de las industrias básicas importantes de la economía nacional. Proporciona productos de caucho esenciales de la industria ligera para el uso diario y el uso médico, y suministra equipos y componentes para la producción de caucho a industrias pesadas y emergentes como la minería, el transporte, la construcción, la maquinaria y la electrónica. Con una amplia variedad de productos y extensas industrias aguas abajo, la industria del caucho ha crecido considerablemente en los últimos años: los segmentos consolidados han aumentado de forma constante mientras que los nuevos segmentos se han expandido rápidamente. Al mismo tiempo, la industria todavía enfrenta desafíos relacionados con el medio ambiente, los recursos, los desastres y la innovación.
Después de un largo esfuerzo y de la apertura al mundo, la industria china de los plásticos ha formado un sistema industrial relativamente completo y se ha convertido en una industria de materiales básicos a la altura del acero, el cemento y la madera; como material nuevo, sus aplicaciones han superado con creces las de esos tres. Desde principios del siglo XXI, la industria china de los plásticos ha logrado avances notables y un salto histórico. Como pilar de la industria ligera, el sector de los plásticos ha mantenido un crecimiento rápido en los últimos años, mostrando un fuerte impulso en las resinas sintéticas, la maquinaria para plásticos y la fabricación de productos plásticos.
En la industria del caucho y los plásticos, las materias primas absorben humedad del entorno o retienen humedad superficial durante el transporte, el almacenamiento y la producción. Aunque la cantidad absorbida por los gránulos de caucho y plástico es muy pequeña, no controlar la humedad de las materias primas en estas etapas puede causar graves problemas de calidad durante la producción —burbujas, deformación, defectos de brillo, imperfecciones superficiales y propiedades mecánicas deficientes (impacto, resistencia a la tracción, etc.)— y, en casos graves, reducción de la producción, aumento del desperdicio o incluso la parada de la producción.
Además de afectar el rendimiento, la humedad también influye en otros resultados de ensayo, como la medición del índice de fluidez. Cuando la humedad del material es demasiado alta, el medidor de índice de fluidez genera un exceso de vapor de agua durante el calentamiento, produciendo burbujas difíciles de eliminar de la cámara de calentamiento y dejando micro burbujas en el interior del hilo de muestra, lo que afecta el resultado del índice de fluidez. Por lo tanto, el control de la humedad de las materias primas en la industria del caucho y los plásticos debe seguir estrictamente las normas nacionales.
Las materias primas pueden verse afectadas por la humedad ambiental durante el transporte, el almacenamiento, la transferencia y el procesamiento, por lo que la medición de humedad es necesaria en cada etapa antes de la producción. Si la humedad supera el límite, la materia prima debe secarse antes de la producción; algunos materiales pueden no cumplir los requisitos de secado debido a una temperatura de secado insuficiente, lo que afecta la producción. Por lo tanto, el ensayo de humedad de las materias primas ayuda a mejorar el proceso de secado y a elevar el rendimiento del producto y su desempeño mecánico. La medición y el control precisos de la humedad de las materias primas son esenciales en esta industria.
Las materias primas o los productos recién secados pueden volver a adsorber la humedad ambiental durante la transferencia si la humedad es demasiado alta, por lo que el ensayo de humedad también es necesario durante la transferencia. Deben observarse los siguientes principios: minimizar el tiempo y los pasos de transferencia para reducir la interferencia del entorno; sellar las materias primas o los productos; y reducir el punto de rocío o la humedad del entorno.
Durante la producción, algunos equipos requieren gases —normalmente gases inertes como aire comprimido, nitrógeno o helio—. El contenido de humedad de estos gases varía según los estándares de la fábrica o los sistemas de filtración y secado del equipo. Los usuarios deben elegir gases portadores de la mayor pureza posible para minimizar esta interferencia.
Los productos terminados también tienen requisitos de humedad muy estrictos. La humedad excesiva provoca una reducción de la productividad, tasas de aprobación en la inspección más bajas, degradación del desempeño, crecimiento bacteriano y una vida útil más corta, lo que afecta seriamente a los usuarios.
Como se muestra arriba, los analizadores de humedad se utilizan en cada etapa de la industria del caucho y los plásticos, y cada etapa impone exigencias diferentes al tipo de equipo y a la exactitud. La validez de los resultados afecta directamente el rendimiento y la calidad de la producción. A continuación, VicoMeter presenta brevemente los tipos de equipos de ensayo de humedad y sus escenarios de aplicación en esta industria.
El método de secado, también llamado «método de pérdida por secado», utiliza el análisis físico para determinar el contenido de humedad aprovechando el efecto del calentamiento sobre la volatilización de la humedad para secar el agua del material. El método de determinación de humedad tradicional y más habitual es el método de la estufa, en el que la muestra del material se seca en una estufa, se pesa antes y después del secado en una balanza electrónica y el valor de humedad se calcula manualmente... Conozca más sobre el principio de pérdida por secado
En función de las diferentes necesidades de los usuarios, ofrecemos las siguientes soluciones:
Analizadores de humedad halógenos y analizadores de humedad con calentamiento por infrarrojo lejano de campo oscuro
Elija el instrumento que se adapte a sus necesidades o contacte directamente con el servicio de atención al cliente de VicoMeter para recibir asesoramiento.
El método Karl Fischer (volumétrico y coulométrico), propuesto por Karl Fischer, es el método químico más específico para el agua y el más exacto; las mejoras recientes elevaron la exactitud y el rango, lo que lo convierte en el estándar para muchas sustancias...Conozca más sobre el principio de los analizadores de humedad Karl Fischer
Según los distintos requisitos de los usuarios, VicoMeter ofrece las siguientes soluciones:
Analizador de humedad traza Karl Fischer (coulométrico)
Analizador de humedad Karl Fischer (volumétrico)
Elija el instrumento que se adapte a sus necesidades o contacte directamente con el servicio de atención al cliente de VicoMeter para recibir asesoramiento.
Un analizador portátil mide rápidamente la humedad del material: es menos preciso que un modelo de laboratorio, pero mucho más confiable que el «tacto» de un veterano. Las unidades calibradas dan lecturas en sitio y los materiales fuera de rango se envían al laboratorio para confirmación; es popular en la recepción de materiales, en producción y en controles puntuales de caucho y plásticos.
Un analizador de humedad en línea monitorea continuamente la humedad del producto durante la producción y la muestra en tiempo real. En la industria del caucho y los plásticos, las microondas y el infrarrojo son las dos tecnologías principales. La medición en línea también es una solución de ensayo rápido de humedad; a diferencia de los analizadores portátiles, puede instalarse directamente en el sitio de producción para un monitoreo en tiempo real. Las empresas pueden analizar datos históricos para optimizar los procesos, o utilizar alarmas de humedad para responder rápidamente a las desviaciones en el sitio, apoyando una producción estable y desempeñando un papel vital en las operaciones...Conozca más sobre el principio de los analizadores de humedad en línea
En función de las diferentes necesidades de los usuarios, ofrecemos las siguientes soluciones:
Medidor de humedad NIR en línea
Analizador de humedad de microondas en línea
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Mediante el método resistivo-capacitivo, el sensor muestra rápidamente el punto de rocío y la humedad en pleno contacto con el gas. Se monta en las líneas o se traslada al campo, sin consumibles, y cubre los gases ambientales de almacenamiento y transporte y los gases de proceso y de equipos, para detectar problemas a tiempo.
Otros métodos especializados, representados por el método diferencial de presión, no se detallan aquí debido a su base de usuarios limitada, su operación compleja o su menor seguridad.
El índice de fluidez másico (MFR) también se denomina índice de fluidez (MI, melt index) y es la masa en gramos de resina fundida que fluye a través de un dado capilar estándar en un medidor de índice de fluidez normalizado dentro de un tiempo especificado (normalmente 10 min), a una temperatura y una carga definidas, expresada en g/10 min. El MFR es una referencia importante para seleccionar materiales y grados de procesamiento de plásticos, ya que ayuda a que las materias primas se ajusten mejor a los requisitos de procesamiento y mejora la fiabilidad de conformado y la calidad de los productos terminados. En el procesamiento de plásticos, el MFR es un indicador clave de la fluidez del fundido, y su medición también permite conocer factores estructurales del polímero.
Un medidor de índice de fluidez, también llamado medidor de índice de fusión, mide el MFR de diversos plásticos y resinas en estado de flujo viscoso. Es adecuado tanto para plásticos de ingeniería con altas temperaturas de fusión —policarbonato, poliarilsulfona, fluoroplásticos, nailon— como para plásticos con temperaturas de fusión más bajas, como polietileno (PE), poliestireno (PS), polipropileno (PP), resina ABS, polioximetileno (POM) y policarbonato (PC). Se utiliza ampliamente en la producción de plásticos, en productos plásticos y en las industrias petroquímicas, así como en universidades, institutos de investigación y departamentos de inspección de mercancías.
El medidor de índice de fluidez es adecuado para determinar la velocidad de flujo másico del fundido de termoplásticos según lo especificado en el estándar nacional GB/T 3682-2000 «Determinación de la velocidad de flujo másico (MFR) y de la velocidad de flujo volumétrico (MVR) del fundido de termoplásticos». Este estándar es idéntico a ISO 1133:1997, y el instrumento también cumple con el estándar de ensayo ASTM D1238.
Una máquina universal de ensayos, también llamada máquina universal de tracción o máquina de tracción electrónica, utiliza válvulas servo electrohidráulicas de banda ancha totalmente digitales controladas por microcomputadora para accionar cilindros hidráulicos de precisión. El sistema de control controla automáticamente la fuerza de ensayo, el desplazamiento y la deformación en varios modos, realizando ensayos de tracción, compresión, flexión y cizallamiento en probetas de caucho y plástico.
En la industria de los plásticos, las máquinas universales de ensayos determinan principalmente las propiedades mecánicas de materiales termoestables y termoplásticos: módulo de tracción, módulo de flexión, módulo de compresión, límite elástico, resistencia a la tracción, resistencia a la rotura, alargamiento a la rotura, tensión de compresión, deformación por compresión, cizallamiento, pelado, desgarro, punzonamiento y más. Las aplicaciones típicas incluyen el análisis y el ensayo de materiales para plásticos de ingeniería, nailon reforzado, plásticos modificados, perfiles plásticos, tuberías, láminas y películas.
Rincón del conocimiento de VicoMeter
Las máquinas universales de ensayos también se utilizan en muchos otros campos: materiales metálicos, aeroespacial, pulvimetalurgia, materiales magnéticos, cerámica, caucho y plásticos, metrología e inspección de calidad, inspección de mercancías y arbitraje, autoridades de supervisión técnica, universidades, laboratorios de investigación, laboratorios de materiales básicos, metalurgia y acero, fabricación de maquinaria, electrónica, producción automotriz, textiles y fibras químicas, alambres y cables, materiales de embalaje y alimentos, instrumentación, dispositivos médicos, petroquímica, energía nuclear civil, baterías de energía, materiales básicos y materiales especiales.
Un probador de impacto (máquina de ensayo de impacto) es una máquina de ensayo de materiales que aplica una fuerza de impacto a una probeta. Los tipos incluyen probadores de péndulo manuales, semiautomáticos, con pantalla digital, controlados por microcomputadora, de caída de peso y de impacto no metálicos. Cambiando el péndulo y los apoyos de la probeta se pueden realizar ensayos Charpy (viga simplemente apoyada) e Izod (viga en voladizo).
El impacto es una carga instantánea sobre un sistema estructural: un proceso breve de transferencia de energía desde el exterior hacia el sistema. El ensayo de impacto evalúa la seguridad, la fiabilidad y la eficacia de las materias primas y los productos terminados de caucho y plástico frente a impactos externos, y se utiliza ampliamente en la industria.
Un calorímetro diferencial de barrido (Differential Scanning Calorimeter) mide la relación entre la temperatura y el flujo de calor asociado a las transiciones térmicas en el interior de un material. Sus aplicaciones son muy amplias, especialmente en I+D de materiales, ensayos de prestaciones y control de calidad. Propiedades como la temperatura de transición vítrea, la cristalización en frío, las transiciones de fase, la fusión, la cristalización, la estabilidad del producto, el curado/entrecruzamiento y el tiempo de inducción a la oxidación están dentro del alcance del DSC.
Alcance de aplicación del DSC: temperatura y efectos térmicos de la reacción de curado de los polímeros; temperaturas de transición de fase y sus efectos térmicos; temperaturas de cristalización y de fusión y sus efectos térmicos de los polímeros; y temperatura de transición vítrea de los polímeros.
Un analizador termogravimétrico (TGA) utiliza la termogravimetría para medir el cambio de masa de una sustancia en función de la temperatura. Está compuesto por un módulo de pesaje, un módulo de calentamiento, un sistema inteligente y un sistema de datos, y se basa en dos principios principales: el método de deflexión y el método de equilibrio nulo. La termogravimetría mide la masa en función de la temperatura (o del tiempo) bajo un programa de temperatura controlado. Cuando la muestra sublima, se vaporiza, se descompone liberando gas o pierde agua de cristalización durante el calentamiento, su masa cambia y la curva TG desciende en lugar de mantenerse lineal. El análisis de la curva TG revela a qué temperatura se producen los cambios y, a partir de la pérdida de peso, cuánto material se perdió.
La resistencia térmica de un polímero se refiere generalmente a su capacidad de conservar las propiedades físico-mecánicas a medida que aumenta la temperatura. La temperatura de resistencia térmica es la temperatura a la que se alcanza una deformación especificada bajo una carga determinada, y se denomina comúnmente punto de reblandecimiento (TS). Dado que los distintos métodos de ensayo especifican parámetros diferentes, el significado físico del punto de reblandecimiento está menos definido que la temperatura de transición vítrea. Los métodos Vicat, Martens y de temperatura de flexión por calor se utilizan habitualmente para ensayar la resistencia térmica de los plásticos. Los resultados de distintos métodos no tienen correlación cuantitativa y solo pueden utilizarse para la comparación relativa entre plásticos.
El punto de reblandecimiento Vicat es la temperatura a la que una probeta termoplástica, sumergida en un medio líquido de transferencia de calor especificado, bajo una carga determinada y una velocidad de calentamiento constante, es penetrada 1 mm por una aguja de 1 mm². Este método se aplica únicamente a la mayoría de los termoplásticos. El punto de reblandecimiento Vicat medido es adecuado para el control de calidad y la evaluación del comportamiento térmico de nuevos grados, pero no representa la temperatura de servicio. La norma nacional vigente es GB/T 1634-1979.
La densidad es una de las propiedades físicas más fundamentales de los plásticos y está estrechamente relacionada con la estructura cristalina (cristalinidad), la rigidez, la resistencia y las condiciones de conformado. Los plásticos se sintetizan principalmente a partir de resinas poliméricas sintéticas o naturales con diversos aditivos; son dúctiles bajo cierta presión y temperatura, y las propiedades del polímero pueden modificarse de forma sustancial mediante la combinación con otros elementos o la alteración del proceso de síntesis, lo que afecta las propiedades físicas y el cambio volumétrico. Por lo tanto, medir la densidad de los plásticos tiene un impacto global en el control de las propiedades mecánicas y del cambio dimensional. Además, los distintos plásticos tienen densidades diferentes, por lo que la medición de densidad también permite identificarlos.
Se utilizan principalmente para determinar la no combustibilidad de plásticos, caucho o películas bajo una fuente de llama especificada, a fin de evaluar su clasificación de resistencia al fuego. Basados en la norma GB/T 2408, las normas UL y otras normas para la investigación de la inflamabilidad de los plásticos, los probadores de llama horizontal y vertical son adecuados para los departamentos de I+D, producción e inspección de calidad de productos y componentes plásticos o de caucho eléctricos y electrónicos —equipos de iluminación, aparatos eléctricos de baja tensión, electrodomésticos, motores, herramientas, instrumentos y conectores eléctricos—, así como para las industrias de materiales aislantes, plásticos de ingeniería, materiales cortafuego (homologación de tipo) y otros materiales combustibles sólidos.
Las máquinas de preparación de muestras se utilizan ampliamente para preparar probetas estándar de materiales no metálicos como plásticos, acrílico, fibra de vidrio y fibra de carbono. Los usuarios pueden ajustar la abertura del molde de la máquina según los requisitos de producción para obtener probetas que satisfagan sus necesidades.
Los equipos de pesaje se utilizan ampliamente en la industria del caucho y los plásticos: I+D de materiales, gestión de entrada y salida de materiales, producción y embalaje de materias primas, y producción y embalaje de productos terminados.
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