Estudio y caracterización de estructuras bicapa rigidoflexible formadas por MABS+TPU

Resum

En el presente trabajo se analiza la caracterización de las estructuras bicapa rígidoflexibles. Como sustrato rígido se ha empleado copolímero de acrilonitrilo butadieno-estireno y metacrilato de metilo (MABS) y como recubrimiento se ha utilizado poliuretano termoplástico(TPU). Los procesos de transformación utilizados para la obtención de las probetas fueron Moldeo por sobreinyección (Placas y probetas tipo ISO 1 A), moldeo por comprensión (Placas) y coestrusión (Lámina continua). Se llevaron a cabo ensayos de pelado en las estructuras bicapa obtenidas para conocer el nivel de energía de fractura de adhesión logrado con los diferentes procesos de transformación. Se han estudiado las variables de temperatura, presión y rugosidad en las superficies de fractura con la finalidad de conocer la influencia de las mismas en el fenómeno de la adhesión. En todos los casos se han observado las superficies de fractura mediante microscopia electrónica de barrido(SEM) para establecer el tipo de fractura resultante. Los resultados muestran un incremento de la energía de adhesión a medida que aumentan la temperatura y la rugosidad en le intercara contribuye a cambiar la tendencia de la factura de adhesiva hacia adhesiva-cohesiva. Con la finalidad de incrementar los niveles de adhesión obtenidos se utilizó el Tratamiento Descarga Corona en las estructuras bicapa obtenidas por sobreinyección y por comprensión obteniendo mejoras significativas en los niveles de fractura de adhesión. Para comprobar el efecto causado por el TDC se llevaron a cabo ensayos de mojado superficial empleando las variables de tiempo de exposición y tiempo de envejecimiento. Las características mecánicas de las estructuras bicapa se han determinado mediante ensayos normalizados de tracción flexión, impacto, impacto-tracción y fractura. En todos los casos se han realizado los ensayos mencionados con el material que conforma las estructuras bicapa por separado. Se concluye que el desempeño de la estructura bicapa es muy similar al mostrado por el MABS ya que por la naturaleza elástica del TPU no presenta casi resistencia a los esfuerzos de tracción impacto o flexión. Se han llevado a cabo ensayos de rayado sobre ambas superficies de la estructura bicapa aún a elevados niveles de carga no se han presentado deslaminaciones o desgarros en las estructuras, lo que corrobora el alto nivel de adhesión alcanzado. Finalmente, a lo largo del proyecto se reunió todo el material empleado en los ensayos para proceder al reciclado de las estructuras bicapas generadas con la finalidad de mejorar la compatibilidad entre ambos materiales se han empleado dos tipos diferentes de compatibilizantes Epoxi modificado e Ionomérico. La estructura de las mezclas se han analizado por calorimetría diferencial de barrido(DSC) y por espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier para observar si se presenta reacción entre los polímeros. Se prepararon probetas tipo ISO al llevar a cabo ensayos de tracción a temperatura ambiente y a baja temperatura. Los resultados de los ensayos muestran que a mayor contenido TPU la tensión de fluencia y el módulo decrecen notablemente. En las muestras que contienen compatibilizante las propiedades son menores que las mezclas que no los contienen. La morfología de las superficies de fractura de las probetas ensayadas a tracción fueron observadas con SEM, unas muestras de las superficies de fractura fueron expuestas a vapores de peróxido de metil-etil-cetona (PMEK) e isopropano (iPA) para apreciar el grado de integración de las fases que constituyen las mezclas.