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Noviembre de 2015 Página 1 de 3

Colores y pigmentos: pequeñas dosis, grandes efectos

Mauricio Mejía Gómez, director técnico de planta e investigación en plásticos, Sumicolor S.A.

Una explicación de por qué el masterbatch puede tener un efecto drástico en el tiempo de ciclo, la deformación de la pieza o en propiedades mecánicas y de uso.

El color en el plástico ha sido un elemento esencial para los moldeadores de artículos plásticos y sus clientes a la hora de buscar que sus productos sean diferenciados en el mercado, dando herramientas a los diseñadores de producto y de mercadeo en la consecución de artículos plásticos con características de apariencia y diseño según los requerimientos del consumidor final.

Las sustancias que dan color al plástico se vienen usando en productos casi desde la incursión de los polímeros en la industria. Estas materias primas que dan color se dividen entre colorantes y pigmentos orgánicos e inorgánicos, y han evolucionado según las exigencias de resistencia térmica, resistencia a la intemperie, migración y toxicidad para cumplir con los requerimientos del artículo.

Estos materiales pueden cambiar las propiedades con respecto a los artículos sin color, gracias a que algunas de estas sustancias tienen una marcada interferencia en la reología, en la cristalización de termoplásticos semi-cristalinos y en las condiciones de proceso, entre otros efectos. También pueden afectarse dichas propiedades si el artículo es moldeado con concentrados de color con vehículos o “carriers” diferentes a la resina transformada. Estos efectos serán ampliados a continuación.

Caracterización de colorantes y de los pigmentos orgánicos e inorgánicos

Dentro de las materias primas que dan color a los plásticos están los pigmentos y los colorantes. Es común no diferenciarlos y nombrarlos en conjunto como “sustancias colorantes”. Las diferencias fundamentales están dadas en el tamaño de partícula y la solubilidad: los pigmentos pueden ser insolubles o parcialmente solubles y de tamaño de partícula mayor.

En muchos casos, un colorante puede actuar como pigmento para un determinado polímero y como colorante para otro. Esto se debe a que la solubilidad depende directamente de la interacción existente entre las moléculas del colorante y el polímero.

En la aplicación, los colorantes y los pigmentos tienen ventajas y desventajas. Los colorantes no son abrasivos, muestran una capacidad de absorción luminosa y permiten que polímeros transparentes no pierdan esta propiedad. Pero esta misma solubilidad confiere a los colorantes la capacidad de migrar a la superficie del material, causando manchas en el producto o herramental (“plateout”). Pueden llegar a sublimarse y manifestar algún grado de toxicidad.

El precio de los colorantes, normalmente, es mucho más alto que el de los pigmentos. Los pigmentos migran muy poco, no se subliman, son más económicos y tienen baja toxicidad, pero son, por lo regular, un poco abrasivos, difíciles de dispersar y afectan negativamente la apariencia translúcida.

Los pigmentos pueden clasificarse, como se mencionó anteriormente, en orgánicos e inorgánicos. Para que un compuesto orgánico tenga color es preciso que su estructura química posibilite la resonancia electrónica, siendo capaz de absorber radiaciones electromagnéticas en la región del espectro visible. Para que un compuesto orgánico colorido sea usado en polímeros debe presentar características como estabilidad térmica, química, mecánica, de baja migración, entre otros. En resumen debe cumplir con los requerimientos tanto de uso del artículo como de procesamiento del polímero.

Dos estructuras básicas definen los principales grupos de pigmentos orgánicos: los de tipo Azo y los poli-cíclicos. Aunque tienen mucha más gama de tonalidades, los pigmentos orgánicos se restringen en el uso de resinas de ingeniería por sus bajas resistencias térmicas. Aun así, los fabricantes de este tipo de pigmentos vienen trabajando para ofrecer alternativas que cumplan compatibilidad y resistencia térmica para resinas de altas especificaciones.

Por otro lado, los pigmentos inorgánicos poseen una aplicación mucho más extensa y frecuentemente están combinados con los orgánicos. Estos pigmentos tienen un poder más alto de opacidad que los orgánicos, mayor estabilidad térmica, menor poder tintóreo, mayor tamaño de partícula, son más fáciles de dispersar y suelen ser de toxicidad controlada. Las características reológicas del polímero se ven poco afectadas por un pigmento inorgánico, lo cual constituye una ventaja frente a la mayoría de los pigmentos orgánicos. Bajo las mismas condiciones de procesamiento, los pigmentos orgánicos pueden llegar a interferir en el proceso de cristalización de los materiales semi-cristalinos. Una desventaja de los pigmentos inorgánicos es que en la gama de tonalidades es más limitada que la de los orgánicos.


Palabras relacionadas:
Color en el plástico, materias primas que dan color, colorantes, pigmentos orgánicos, pigmentos inorgánicos, colores, color para plásticos, aditivos, aplicación de color en plásticos

Acerca del autor

Mauricio Mejía Gómez, director técnico de planta e investigación en plásticos, Sumicolor S.A.

Mauricio Mejía Gómez, director técnico de planta e investigación en plásticos, Sumicolor S.A.

Mauricio Mejía es ingeniero de materiales de la Universidad de Antioquia, en Colombia, con especialización en procesos de transformación del plástico y caucho del ICIPC. Cuenta con más de 10 años de experiencia en coloración de artículos plásticos. Actualmente investiga el tema de la caída de la viscosidad intrínseca en el PET por la presencia de sustancias que le dan color, junto con el ICIPC.
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Nayely
10 de junio de 2019 a las 15:35

Hola buen día, tengo problemas con una tapa antes se usaba pigmento liquido y después se cambio a pigmento granulado. la tapa se torno mas rígida y aunque bajamos el porcentaje de pigmento granulado el problema se sigue presentando. me pueden ayudar con el tema?

Miguel
17 de octubre de 2018 a las 23:39

Para el plástico reciclado cuando se transforma en pellets se debe pigmentar para poder venderlo otra vez o se puede dejar con el color que salga después de ser fundido, que es lo que buscan los clientes?

Mauricio
21 de diciembre de 2018 a las 09:12

Miguel, por lo general es muy complejo obtener un tono especifico después de un material peletizado reciclado, sobre todo si es post consumo, es decir, es complejo cambiar el tono de un peletizado reciclado a un tono especifico. Aun así lo general es que los clientes prefieran usar el peletizado del reciclado tal cual sale del proceso de reciclaje, muy pocos piden cambiar el tono a uno especifico.

Adrian
03 de octubre de 2017 a las 16:37

Para una resina ABS. Que % de colorante es permitido o correcto agregar.?

Mauricio
06 de julio de 2018 a las 09:03

La respuesta a esta pregunta seria muy extensa debido a que todo depende del tipo de pigmento o colorante que se esta usando en el ABS. Si aun requieres mas datos sobre esto te los puedo compartir por e-mail.

Yazmín
22 de junio de 2017 a las 09:40

buenos días me interesa mucho este tema podría esclarecer algunas dudas que tengo. Por favor y Gracias

Mauricio
06 de julio de 2018 a las 09:10

Claro, si aun estas necesitando información al respecto con todo gusto. En la actualidad me encuentro realizando un trabajo con el grupo de investigación del color en el departamento de física óptica de la universidad Alicante, que puede ser de tú interés.

José Miguel
21 de julio de 2018 a las 12:40

Hola Mauricio, muy buen artículo podrías ayudarme tengo con la coloración en rosa y los tiempos de presecado para una poliamida... Me podrás ayudar

Mauricio
29 de agosto de 2018 a las 10:38

Claro que si con todo gusto, envíame un correo con mas información al respecto. mmejia@sumicolor.com.co


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