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Mayo de 2017 Página 1 de 2

¿Cómo seleccionar el número de capas en una película co-extruida?

Por: Dr. Héctor LarrazabaL, director de ventas para las Américas de Brampton Engineering Inc.

Una guía que explica las diferentes estructuras multicapas y las funcionalidades que pueden tenerse en aplicaciones co-extruidas.

Aun cuando la tecnología de co-extrusión y el diseño de estructuras multicapas han avanzado tanto, muchos productores y usuarios de películas multicapas se plantean la pregunta de cuántas, o más en específico, cuáles capas realmente se requieren. En principio la respuesta parece sencilla: depende de la aplicación y de la funcionalidad que se necesite.

Sin embargo, en la práctica la respuesta es mucho más compleja. Cada resina aporta propiedades y funcionalidades únicas a la película. En algunos casos, pueden mezclarse dos o tres resinas diferentes resultando en una combinación que reúne las propiedades de todos los materiales utilizados. Pero en la mayoría de los casos la mezcla de resinas es prácticamente imposible, debido a las diferencias en sus composiciones químicas y morfológicas que las hacen incompatibles. Y entonces, ¿cómo se combinan las propiedades de diferentes materiales? La respuesta invariablemente es: con la co-extrusión de múltiples capas.

Pareciera que hemos simplificado el problema, pero en realidad ahora debemos incrementar la complejidad. ¿Qué pasa en la interfase entre las capas? Si las capas adyacentes no son compatibles o miscibles en el fundido, no pueden combinarse los materiales. Sencillamente tendríamos una películas cuyas capas se delaminarían por  falta de adhesión interfacial. Aquí es donde debemos considerar el uso de resinas adhesivas.

Desde el punto de vista del diseño de estructuras o películas, las resinas adhesivas a base de polietilenos, con cierta concentración de injertos polares, han permitido la producción de películas multicapas, donde cada resina contribuye con una función importante en el desempeño de la película en el producto final.

La próxima pregunta que nos debemos hacer es: ¿puede el material proporcionar la funcionalidad en el ambiente en el que debe desempeñarse? Esta consideración es importante en el caso de la producción de películas de barrera al oxígeno, lo que comúnmente se requiere en el envasado de alimentos. Las resinas de alcoholes de polivinilos, conocidas como EVOH, son el ejemplo más claro de un material que aporta barrera al oxígeno. Esta funcionalidad se ve comprometida en presencia de vapores de agua, por lo cual las capas adyacentes al EVOH deben proporcionar barrera al vapor de agua para que el EVOH pueda actuar de manera efectiva e impedir la transmisión de oxígeno.

Ahora que tenemos un preámbulo más claro, reformulemos la pregunta de una manera más específica. Por ejemplo, ¿para qué aplicación se usará esta película? ¿Qué propiedades o funcionalidades se requieren? ¿Cuántos materiales se necesitan para alcanzar la funcionalidad requerida? Y, ¿son compatibles todos los materiales o se requerirán capas adhesivas? Como verán, hemos llevado una pregunta general a una serie de preguntas específicas que nos proporcionan una guía útil para el diseño de estructuras o películas, bien sean sencillas o complejas.

¿Qué aplicaciones requieren películas monocapa?

Las principales aplicaciones en monocapa son las bolsas de supermercado, las bolsas o fundas para basura, películas termo-contraíbles y otras aplicaciones donde la película proporciona aislamiento eléctrico, o la separación de dos medios sin posibilidad de migración.

Por ejemplo, las bolsas para basura requieren buena resistencia a la punción, al desgarre y un sellado uniforme y cohesivo para que cumplan su función. Las resinas comunes de polietileno pueden aportar todas estas propiedades, y en algunos casos, una mezcla de dos o tres resinas de polietileno diferentes puede proporcionar un balance de propiedades superior, si así se requiere.

El ejemplo de las bolsas para basura nos puede guiar a otra consideración: ¿qué otras propiedades requeriría la misma bolsa si fuese utilizada para desechos líquidos? Entonces es claro que el sellado tiene que ser perfecto para evitar fugas de líquidos. Esto representa un nuevo planteamiento y en esta oportunidad es de índole financiero.

Hay varias opciones: se hace una mezcla con un material que proporcione buen sellado o se co-extruyen tres capas donde la capa interna proporcione el sellado. Con la segunda opción, la capa interna puede ser delgada, representando no más del 20% de la estructura. El resto de la estructura se compone de dos capas del polietileno original, resultando así en una película menos costosa y con mejor desempeño en la aplicación final.

Y el proceso de formulación del problema continúa. Miremos la misma estructura con una capa de resina de alto sello y dos capas de polietileno. Ahora, las dos capas de polietileno se pueden reformular de la siguiente manera: una capa interna de polietileno convencional (o de bajo desempeño) y una capa externa de un polietileno de metaloceno, que proporciona mejores propiedades mecánicas. En este caso, el efecto resultante es poder reducir el calibre o grosor de la película sin sacrificar el desempeño en el uso final. Estos dos pasos contribuyen a la producción de una película más delgada, con mejor desempeño y menos costosa.

En resumen, hemos convertido una película monocapa en una tri-capa considerando los requerimientos para su uso final, al igual que minimizando los costos de producción al seleccionar resinas diferentes para cada capa. Este proceso es similar al que debemos seguir para el diseño de películas multicapa.


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jesus
09 de agosto de 2017 a las 10:52

solicito información sobre capacitación en películas de polietileno coextruidas de 5 capaz o mas

MANUEL
25 de julio de 2017 a las 15:36

Las capas adhesivas al EVOH son compatibles, que polietileno uso para este fin?, para una co-extrusion de 5 capas

HEBER
01 de junio de 2017 a las 18:12

Excelente este articulo sobre co-extrusion y barreras contra oxigeno

ALBERTO
01 de junio de 2017 a las 17:20

Buen artículo. Saludos!


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