Caracterización de mezclas REX-PLA/ABS microespumadas mediante moldeo por inyección MuCell®

Abstract

Este proyecto tiene como objetivo la preparación y caracterización de probetas microespumadas mediante moldeo por inyección MuCell® de una mezcla de PLA con ABS, usando ABS injertado con anhídrido maleico como agente compatibilizante. Para la preparación de esta mezcla, se partió de un PLA modificado estructuralmente con un agente extensor de cadena mediante un proceso de extrusión reactiva (REX-PLA). La mezcla REX-PLA/ABS se produjo empleando una extrusora de doble husillo. A partir de la granza de la mezcla se obtuvieron un total de 40 probetas micro-espumadas MuCell®, 40 probetas sólidas de REX-PLA y 40 probetas sólidas de la mezcla por inyección. A partir de estas probetas se procedió a realizar la caracterización morfológica, térmica y mecánica. La caracterización morfológica empleando microscopia electrónica de barrido (SEM) reveló que la morfología de las piezas sólidas se constituye de láminas de ABS orientadas en la dirección del flujo dentro de una matriz de REX-PLA, mientras que las probetas espumadas mostraron una deficiencia en la espumación. Se obtuvieron pocas celdas y de gran tamaño, por lo que no se consiguió obtener una estructura micro-celular apropiada. La caracterización térmica de las probetas se realizó mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC). El estudio mostró que tanto la mezcla sólida como la espumada experimentaron un desplazamiento en la temperatura de cristalización, lo que podría indicar una interacción entre las fases. El grado de cristalinidad generado en la inyección de las probetas sólo es significativo en el REX-PLA y en la mezcla es casi nulo. El estudio del comportamiento mecánico se dividió en dos ensayos: tracción uniaxial y flexión por tres puntos. En tracción, se cambiaron los parámetros: velocidad del ensayo y el tiempo transcurrido tras la inyección; dando resultados que muestran que el comportamiento de las probetas es afectado por su antigüedad. Las prestaciones a tracción de los materiales espumados son claramente insatisfactorias. Se atribuyen las pobres propiedades mecánicas a la mala calidad del espumado observado en el SEM. Sin embargo, el desempeño de las muestras espumadas sometidas a flexión por tres puntos es bastante satisfactorio y prácticamente de la misma magnitud que las muestras sólidas. Dado que el espumado obtenido mediante moldeo por inyección MuCell® no fue satisfactorio, se realizó una espumación del REX-PLA mediante un reactor Batch (Kiloclave Büchiglasuster) en un solo paso. Se obtuvo una pieza espumada con un porcentaje de 4,30% de CO2.