Caracterización de materiales poliméricos
Estudio del proceso de crecimiento lento de grieta en el PEAD para su aplicación en tubería
Una de las aplicaciones más importantes del polietileno y que más ha crecido a lo largo de los últimos años es su utilización para la fabricación de tuberías para conducción de agua y gas. El mecanismo de fallo más común que a largo plazo se da en las tuberías fabricadas con polietileno es el denominado fallo por crecimiento lento de grieta. Este fallo se inicia generalmente en la superficie del material debido a una acumulación de imperfecciones que actúan como concentradores de esfuerzo. Controlar este mecanismo de fallo, causas que lo producen y factores que afectan a su desarrollo es objetivo fundamental de esta línea de investigación en la que el LATEP lleva varios años trabajando con interesantes resultados.
Métodos alternativos para la evaluación rápida de las propiedades a largo plazo en resinas de polietileno
El proceso de crecimiento lento de grieta (SCG – Slow Crack Growth) es el mecanismo de fallo más crítico en el PEAD utilizado en aplicación de tubería, siendo éste el aspecto más relevante a tener en cuenta para determinar las propiedades a largo plazo de estas resinas. Los métodos de evaluación de la resistencia al SCG más comunes son el ensayo PENT (Pennsylvania Edge Notched Tensile), FNCT (Full Notch Creep Test) y NPT (Notched Pipe Test). El LATEP ha desarrollado un ensayo PENT modificado con mayor carga y temperatura (2.8 MPa y 90 °C) el cual conlleva una reducción de aproximadamente seis veces en el tiempo de fallo de la resina garantizando un proceso de fallo por SCG. Por otro lado, la determinación del strain hardening modulus (SH) se confirma como uno de los métodos más válidos para correlacionar con los ensayos de SCG convencionales. El LATEP lleva a cabo ensayos de SH siguiendo la normativa internacional ISO/PRF 18488 y también otras metodologías internas desarrolladas por el laboratorio durante los últimos años.
Estudio de propiedades en plásticos utilizados para la protección y conservación de obras de arte
Esta línea de investigación surge con motivo del interés de los nuevos materiales poliméricos sintéticos en la protección, conservación y restauración de obras de arte como sustituyentes de los materiales naturales clásicos. La búsqueda de materiales con propiedades adecuadas y resistentes a los factores ambientales a lo largo del tiempo, cumpliendo en todo momento la función para la que fueron utilizados es objeto de esta línea de investigación. En este proyecto participa el LATEP en colaboración con el Laboratorio de Química aplicada de la Facultad de Bellas Artes de la Universidad Complutense de Madrid y el Laboratorio de análisis de materiales del Instituto de Patrimonio Cultural de España.
Caracterización de polipropilenos heterofásicos
Esta línea de investigación surge del interés industrial de relacionar las variaciones encontradas en las propiedades mecánicas, tales como impacto y tracción, de diferentes copolímeros heterofásicos de polipropileno comerciales (HETCO) con las propiedades moleculares, cinética de cristalización y morfología de fases que éstos presentan. Mediante la utilización de técnicas de fraccionamiento en disolución, se ha logrado separar cada una de las fases que constituían el copolímero original. Lo cual ha permite estudiar la existencia de efectos sinérgicos por la presencia o no de diferentes fases, efectos que tienen un papel importantísimo en las propiedades finales y aplicaciones de los HETCO.
Técnicas de fraccionamiento en disolución de poliolefinas basadas en composición y en pesos moleculares
Áreas como la medicina, la automoción y la aeroespacial requieren de materiales más ligeros y con prestaciones muy específicas. Actualmente, tanto a nivel académico como industrial se buscan procesos de producción más económicos de este tipo de materiales, tales como el mezclado físico o químico de polímeros "commodities". Estos procesos producen materiales con distribuciones muy anchas bien en tamaños de cadena o bien en composición. De modo que se hace imprescindible la utilización de técnicas de fraccionamiento en disolución basadas en pesos moleculares y composición, para separar cada uno de los componentes de estas mezclas y poderlos analizar individualmente molecularmente y físicamente, con objeto de controlar los parámetros de síntesis que permitan producir materiales para unas determinadas aplicaciones.
Caracterización por AFM de materiales poliméricos
La microscopía de fuerzas atómicas (AFM) es una técnica que se emplea el estudio de numerosos materiales y que puede aplicarse para la caracterización de materiales poliméricos. Algunos de estos materiales, como por ejemplo sucede con los polímeros de PE en film, son muy difíciles de caracterizar estructuralmente a escala micro y nanométrica con microscopía óptica o electrónica. Para estos materiales, el AFM se ha revelado como una técnica que permite observar la estructura interna de estos polímeros sin necesidad de realizar ninguna preparación específica a las muestras que pudiera modificarlas. De esta manera, se ha observado cómo es la topografía de las muestras a escala nanométrica y se ha logrado identificar las morfología del material, e incluso la presencia de una estructura formada por fibras de diámetro nanométrico. A partir de estas observaciones se han podido determinar las relaciones que hay entre la estructura y las propiedades de los materiales estudiados.
Estudio de materiales ionoméricos con características autorreparables
En los últimos años, se ha observado que algunos materiales ionoméricos presentan la capacidad de autorrepararse cuando sufren daños de alta energía, es decir, tras sufrir un proceso de rotura en el que el material se ve obligado a absorber una elevada cantidad de energía es capaz de recuperar su morfología y eliminar, en gran medida, fracturas macroscópicas que hayan sufrido. Este proceso es intrínseco a este tipo de material y está asociado a la movilidad de las cadenas ionoméricas; avanzar en el conocimiento acerca de estos materiales permitirá su control y la aplicación de estos materiales en numerosas aplicaciones alargando en gran medida la durabilidad y la calidad visual de las piezas fabricadas con estos materiales.
