APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

Existe una amplia investigación referente ala influencia de un estirado uniaxial sobre las propiedades mecánicas y de barrera en películas extruidas de PA6. Se percibe una notable variación en las propiedades en función del proceso de transformación utilizado y los tratamientos secundarios aplicados sobre los films. En este estudio se pretende plasmar el resultado de la obtención de películas altamente orientadas de PA66 mediante el método MEAUS, acrónimo en inglés de melt extrusion annealing uniaxial-stretching. Tal como se puede leer en el estudio de A. Ajjiet al [1] relativo a la producción de membranas de PP, la primera etapa de este método consiste en la producción de un film precursor mediante extrusión seguida de un enfriamiento abrupto,con el propósito de crear una estructura cristalina. La segunda etapa consiste en el recocido del film con el objetivo de mejorar la cristalinidad y la microestructura obtenida en la etapa anterior. Finalmente, en el tercer paso se estirala película a temperatura ambiente a alta velocidad,con el objetivo de orientar la estructura y posibilitar la aparición de poros.Consecutivamente se repite el proceso a alta temperatura y baja velocidad para agrandar los posible porosque se hayan creado. En este estudio se pretende empezar la investigación sobre la viabilidad de crear films altamente orientados de PA66 utilizandola técnica MEAUS, así como caracterizar las propiedades obtenidas.Para ello, habrá que indagar en la estructura cristalina que crea la PA66 alser extruida con una geometría laminar y estirada por el sistema de calandrado, así como los efectos que producen los tratamientos secundarios de recocidoy estirado sobre las muestras. El desarrollo del estudio tendrá lugar en las instalaciones del Centre Català del Plàsticy de la Universitat Politècnica de Catalunya. La obtención de películas de PA66 altamente orientadas mediante la técnica MEAUS no ha sido hasta ahora objeto de investigación. En consecuencia, no existe una base teórica sólida que pueda utilizarse de referencia.Por este motivo,será necesario probar y modificar varios parámetros y contemplar diferentes posibilidades para adaptar la línea de extrusión, los tratamientos secundarios y las técnicas de caracterización. El punto de partida se fijará en los estudios referentes a películas de PA6 puras o cargadas, ya que la estructura de la PA6 presenta similitudes a la de laPA66. Los estudios se han llevado a cabo a partir de tres tipos de muestras con diferentes espesores. Parte de ellas han sido recocidas a 80ºC, 110ºC y 150ºC durante 30 minutos. Posteriormente las películas obtenidas se han estirado unidireccionalmente en frío a temperatura ambiente y en caliente a110ºC, velocidades de 50mm/min y 10mm/min y porcentajes de estirado del 7% y 154%,respectivamente.Uno de los objetivos de este estudio es hacer una comparativa entre los efectos del recocido a distintas temperaturas en las propiedades físicas y químicas, así como la influencia del proceso de estirado.Las técnicas de caracterización que se utilizan son las siguientes:Calorimetría Diferencial de Barrido para evaluar tanto el comportamiento térmico y el efecto de la humedad en las muestras como los cambios del porcentaje de cristalinidad en la microestructura, Espectroscopía Infrarroja de Transformada de Fourier para la caracterización del tipo de estructura cristalina,ensayos mecánicos para estimar el comportamiento mecánico frente atracción, ensayo Gurley para valorar lapermeabilidad de las películas frente al aire,y por último,con el objetivo de observar lasvariaciones estructurales producidas por el proceso de estirado se utiliza la Microscopía Electrónica de Barrido.

3D printing technology is gaining interest from the society since the last decade. This phenomenon is thanks to the introduction of an open-source, public affordable and self-replicable into the market. However, the strength of parts produced with such equipment are still an unknown variable to be determined. The aim of this study is to determine the influences of printing parameters over the mechan-ical strength of 3D printed parts. For its achievement, specimens with different printing setting are subjected to mechanical strength testing. With the results of this experiment, a mathematical model for strength prediction is developed.

1. Recerca bibliográfica i establiment de l'estat actual de l'art. 2. Selecció de materials alternatius. 3. Propostes de disseny alternatius. 4. Redacció de la memoria de TFG

Dentro del abanico de técnicas de producción de membranas poliméricas, se encuentra aquella que se basa en una de las técnicas generales de procesado de materiales poliméricos termoplásticos con mayor implantación en el mercado industrial, como es la extrusión. En este sentido, es posible fabricar este tipo de membranas mediante el proceso MEAUS, acrónimo inglés de melt extrusion annealing uniaxial-stretching. Este proceso consta de varias etapas, que se inician con la fabricación por extrusión de un film denominado precursor, que es estirado a elevada velocidad por un tren de calandra a la vez que es enfriado. El objetivo de estas condiciones es la generación de una estructura cristalina no esferulítica denominada estructura row-nucleated. En una segunda etapa el film es recocido para incrementar el grueso lamelar y eliminar imperfecciones cristalinas. En tercer lugar, el film recocido es estirado uniaxialmente a baja temperatura con el fin de nuclear poros como consecuencia de la separación de bloques lamelares. Por último, la muestra es estirada uniaxialmente a mayor temperatura para agrandar el poro. El presente proyecto surge la de necesidad particular de una empresa de poseer el conocimiento necesario para la fabricación de membranas de polipropileno, empleadas en alguno de sus productos, para evitar la dependencia de terceros. Ello ha supuesto el primer hito del proyecto, que ha consistido en la adaptación de una línea de extrusión-calandrado de lámina ubicada en las instalaciones del Centre Català del Plàstic para que fuese posible obtener films precursores de membranas poliméricas. Una vez modificada la línea, se han empleado distintos grados de polipropilenos comerciales y algunas mezclas entre los mismos, para la fabricación de films precursores. La variación de la velocidad de estirado del tren de calandrado junto con la mayor o menor velocidad de salida de material extruído por el cabezal de sección rectangular, ha producido films con diferentes relaciones de estirado. Los films recocidos han sido analizados mediante espectroscopía infrarroja con luz polarizada para analizar la orientación de la fase cristalina. Una vez recocidos los films, estos han sido sometidos a un estirado uniaxial a 23 ºC y posteriormente a 140 ºC a distintas velocidades y porcentajes de estirado. Ello ha generado multitud de morfologías porosas, que han sido analizadas mediante microscopía electrónica de barrido. Por último, y como parámetro de control por parte de la empresa, se ha estimado la permeabilidad frente al isobutano de algunas de las membranas fabricadas, apreciándose una elevada dependencia de los valores obtenidos en relación a la morfología porosa generada.

El present treball pretén aprofundir en la fabricació i caracterització de membranes polimèriques de polipropilè obtingudes a partir del procés d'extrusió. S'han analitzat aspectes relacionats amb la relació d'estirat aplicada, temperatures de recuit i velocitats d'estirat a temperatura ambient i a una temperatura prèvia a l'inici de la fusió del polipropilè. S'ha dut a terme una caracterització morfològica de la grandària i distribució de porus que està relacionada amb les etapes d'estirat a baixa i a alta temperatura.