Las grandes características de los termoplásticos, a saber, su alta resistencia, su resistencia química y su facilidad de fabricación, hacen que se utilicen ampliamente en diversas industrias. Su aplicabilidad en áreas propensas a los impactos puede verse limitada por su fragilidad innata. Para resolver este problema, se añaden modificadores de resistencia al impacto a los termoplásticos para aumentar su tenacidad. El objetivo de este artículo es presentar una explicación exhaustiva y detallada de las formas en que los modificadores de resistencia al impacto aumentan la tenacidad de los termoplásticos.

La estructura en estado sólido de los termoplásticos, que incluyen polímeros como el polietileno, el polipropileno y el poliestireno, puede relajarse y reformarse repetidamente mediante calentamiento. A pesar de todas sus ventajas, los termoplásticos suelen tener una resistencia al impacto insuficiente, lo que significa que cuando se someten a condiciones de carga dinámica, podrían romperse o partirse. Los modificadores de resistencia al impacto son esenciales para superar esta restricción, ya que hacen que los termoplásticos sean más duraderos.

Fundamentos de la dureza

La capacidad de un material para soportar tensiones sin romperse se conoce como tenacidad. En ella influyen diversas variables, como la ductilidad, la resistencia y la rigidez. Los modificadores de resistencia al impacto se diseñan específicamente para ajustar estas cualidades básicas con el fin de aumentar la tenacidad de los termoplásticos.

Mecanismos de modificación de la resistencia al impacto

3.1 Elastómeros y plastificantes

Los aditivos de bajo peso molecular llamados plastificantes proporcionan a los termoplásticos más flexibilidad y resistencia a los impactos. Al reducir la temperatura de transición vítrea, permiten una mayor movilidad y absorción de energía por parte de las cadenas poliméricas en caso de impacto. A la inversa, los elastómeros aumentan la tenacidad añadiendo elasticidad a la matriz polimérica y utilizando sus propiedades gomosas para absorber y disipar la energía del impacto.

3.2 Agentes endurecedores y partículas de caucho

La matriz termoplástica se mezcla con partículas de caucho, como el monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM), para formar una solución bifásica. Al absorber la energía del impacto y dispersarla, estas partículas actúan como absorbentes de energía e impiden que las grietas se propaguen. Además, al crear un efecto de refuerzo y favorecer la desviación de la fractura, los aditivos endurecedores como las partículas core-shell aumentan la tenacidad de los termoplásticos.

3.3 Polímeros modificados por impacto

Los polímeros modificados por impacto se componen de materiales premezclados con una matriz termoplástica y modificadores de impacto dispersos. Las partículas de caucho o las partículas core-shell son dos formas posibles de estos modificadores. Dado que los polímeros modificados por impacto combinan las ventajas de la matriz y de los modificadores de impacto, tienen mayor tenacidad que los termoplásticos puros.

Técnicas de caracterización

Modificadores de la resistencia al impacto se evalúan mediante diversos métodos de caracterización. Entre ellos figuran los ensayos de impacto Izod y Charpy, que cuantifican la energía absorbida durante el impacto, y la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la microscopía electrónica de transmisión (TEM), que examinan las alteraciones microestructurales y los daños causados por los impactos.

Usos y perspectivas de futuro

La gama de usos de los termoplásticos ha aumentado con la adición de modificadores de la resistencia al impacto. Se utilizan ampliamente en productos de consumo, equipos deportivos, materiales de embalaje y componentes de automóviles. Con el fin de utilizar los termoplásticos en aplicaciones aún más exigentes, la investigación futura en este sector pretende producir nuevos modificadores de la resistencia al impacto con mayor eficacia y compatibilidad.

Los modificadores de resistencia al impacto son esenciales para aumentar la tenacidad de los termoplásticos. Los modificadores, que incluyen la plastificación, el refuerzo de elastómeros, la dispersión de partículas de caucho y el endurecimiento del núcleo, aumentan la capacidad de absorber energía y evitan la propagación de grietas. El desarrollo y el uso de termoplásticos modificados por impacto en diversos sectores dependen de la comprensión de estos mecanismos y de la aplicación de técnicas de caracterización adecuadas.

En resumen, añadir modificadores de resistencia al impacto a los termoplásticos es una forma viable de aumentar su durabilidad y ampliar su gama de usos. La creación de modificadores de resistencia al impacto aún más potentes a través de la investigación y el desarrollo adicionales en esta área impulsaría sin duda los materiales termoplásticos y su aplicación en una variedad de sectores.Si necesita ayuda con el diseño de productos, la selección de materiales o la optimización de la producción, Coace tiene la experiencia y los recursos para proporcionar las soluciones que necesita.