La investigación dirigida por el profesor Ton Peijs de WMG en la Universidad de Warwick y el profesor Cees Bastiaansen en la Universidad Queen Mary de Londres, ha ideado una técnica de procesamiento que puede crear una película de polietileno transparente que puede ser más fuerte como el aluminio pero a una fracción del peso, y que podría usarse en vidriados, parabrisas, viseras y pantallas de manera que agreguen fuerza y resistencia mientras reducen el peso.
En un nuevo trabajo de investigación titulado "Películas de polietileno de alta resistencia transparentes en forma de vidrio ajustando la temperatura del dibujo". Publicado en línea hoy - 1 de abril de 2019 - en el Diario Polímero , los autores muestran que después de seleccionar cuidadosamente el tipo de polietileno y ajustar la temperatura durante la creación de películas de polietileno orientado, se puede crear un equilibrio que produzca un material transparente muy útil y liviano con una resistencia y resistencia significativas, y en algunosformas, superior a la de los metales.
Anteriormente, cualquiera que buscara reemplazar los vidrios pesados y a menudo quebradizos con un plástico transparente han visto plásticos transparentes convencionales como el policarbonato PC y el poli metacrilato de metilo PMMA, los cuales poseen un rendimiento mecánico relativamente insatisfactorio en comparación con un material de ingeniería como el aluminio.
Los métodos actuales para crear películas de plástico de alta resistencia, como el estirado en caliente de polietileno de alta densidad HDPE pueden generar materiales que pueden competir o incluso superar a los materiales de ingeniería tradicionales como los metales.
"La microestructura de los polímeros antes del dibujo se parece mucho a la de un tazón de espagueti o fideos cocidos, mientras que después de estirar o dibujar las moléculas se alinean de manera similar a la del espagueti sin cocinar, lo que significa que pueden transportar más carga", explicaYunyin Lin, estudiante de doctorado en el equipo de los profesores Peijs y Bastiaansen.
Sin embargo, los materiales de polietileno estirados normalmente tienen una apariencia opaca debido a defectos y vacíos introducidos por el proceso de dibujo, lo que limita las aplicaciones donde se requieren propiedades mecánicas y transparencia óptica.
Recientemente se ha logrado cierto éxito mediante el uso de aditivos altamente específicos en materiales HDPE estirados en caliente que luego pueden producir un 90% de transparencia al tiempo que proporcionan una alta resistencia. Sin embargo, el equipo de investigación dirigido por los profesores Peijs y Bastiaansen ha desarrollado un nuevo post-fabricacióntécnica para HDPE que dota de fuerza y resistencia al tiempo que preserva la transparencia sin usar aditivos.
Los investigadores tomaron láminas de polietileno de HDPE y sacaron estas láminas a un rango de temperaturas por debajo de la temperatura de fusión del HDPE. Al ajustar la temperatura de dibujo, pudieron lograr una transparencia del 90% en el rango visible. Sin embargo, el mejor equilibrio entre la resistenciay la transparencia se logró a temperaturas de dibujo entre 90 y 110 grados centígrados.
El profesor Ton Peijs de WMG en la Universidad de Warwick dijo :
"Esperamos que una mayor movilidad de la cadena de polímero a estas altas temperaturas de estiramiento sea responsable de crear menos defectos en las películas estiradas, lo que resulta en una menor dispersión de luz por defectos y, por lo tanto, una mayor claridad".
Las películas altamente transparentes poseen una elasticidad máxima o módulo de Young de 27 GPa y una resistencia a la tracción máxima de 800 MPa a lo largo de la dirección de estiramiento, las cuales son más de 10 veces más altas que las de los plásticos PC y PMMA. En comparación, el aluminiotiene un módulo de Young de 69 GPa y la aleación de aluminio de grado aeroespacial puede tener resistencias a la tracción de hasta alrededor de 500 MPa. Sin embargo, el polietileno tiene una densidad de menos de 1000 kg / m3, mientras que el aluminio tiene una densidad de alrededor de 2700 kg / m3, lo que significa que enbase de peso, estas películas de polímeros transparentes de alta resistencia pueden superar a dichos metales.
El profesor Ton Peijs en WMG en la Universidad de Warwick concluye que :
"Nuestros resultados mostraron que se puede usar una amplia ventana de procesamiento que varía de 90 ° C a 110 ° C para adaptar el equilibrio requerido entre el rendimiento óptico y mecánico. Se anticipa que estos son livianos, de bajo costo, altamente transparentes y de alta resistenciay las películas de HDPE de alta rigidez se pueden usar en laminados y compuestos laminados, reemplazando o fortaleciendo el vidrio inorgánico o polimérico tradicional para aplicaciones en vidrios automotrices, edificios, parabrisas, viseras, exhibidores, etc. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Warwick . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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