Informe parcial del proyecto de investigacin 20070642

Informe parcial del proyecto de investigacin 20070642

Informe parcial del proyecto de investigación 20070642
“Investigación del comportamiento reológico de polímeros reforzados con fibras de
vidrio”.
- Comportamiento reológico en corte y en extensión de polímeros reforzados
En esta etapa del proyecto se realizó un estudio del comportamiento reológico en
corte y en extensión de polímeros reforzados. Primero, se continuó con el análisis del
flujo extensional no estacionario de polipropileno reforzado con diferentes
concentraciones de fibras de vidrio. En general, se observó una disminución en la
elongación y un aumento en la resistencia del fundido al aumentar el contenido de
fibras. Los resultados se compararon con aquellos obtenidos por el grupo de
colaboración canadiense mediante el uso de otras técnicas en estados estacionarios y no
estacionarios. Se encontró un buen acuerdo entre los resultados obtenidos al usar las
distintas técnicas y las diferencias existentes se explicaron en términos de la historia
reológica producida por cada uno de los reómetros utilizados. Derivado de esta
comparación se presentó un trabajo conjunto entre los grupos mexicano y canadiense en
el XXIII Meeting of the Polymer Processing Society en Salvador, Bahía Brasil:
“RHEOLOGICAL
PROPERTIES
OF
SHORT
FIBER
FILLED
POLYPROPYLENE IN EXTENSIONAL FLOW”
J. FREREC, M. C. HEUZEY, P. J. CARREAU, J. R. R. SIFFERT, C. MOBUCHON,
M. J. RAMIREZ-MORENO, J. PEREZ-GONZALEZ, L. DE VARGAS
23RD ANNUAL MEETING OF THE POLYMER PROCESSING SOCIETY,
SALVADOR, BAHIA, BRASIL, PAGS. 1-8 (2007).
También, de la parte del estudio que se llevó a cabo en nuestro laboratorio se
derivó una tesis de licenciatura en Ingeniería Química como se cita a continuación:
“MEDICION
DE
PROPIEDADES
REOLOGICAS
EN
CORTE
Y
EN
EXTENSION DE POLIPROPILENO REFORZADO CON FIBRAS DE VIDRIO”
MARGARITA JUDITH RAMIREZ MORENO
TESIS DE LICENCIATURA EN INGENIERIA QUIMICA
ESCUELA
SUPERIOR
DE
INGENIERIA
QUIMICA
E
INDUSTRIAS
EXTRACTIVAS, IPN (2007).
Finalmente, de un posterior análisis de la información acerca del comportamiento en
extensión del polipropileno reforzado con fibras de vidrio y su comparación con una
ecuación constitutiva se preparó un manuscrito que fue enviado para su posible
publicación como se cita a continuación:
“RHEOLOGICAL
PROPERTIES
OF
SHORT
FIBER
FILLED
POLYPROPYLENE IN EXTENSIONAL FLOW”
J. FREREC, M. C. HEUZEY, J. PEREZ-GONZALEZ, L. DE VARGAS, G. AUSIAS
AND P. J. CARREAU
ENVIADO PARA SU POSIBLE PUBLICACION A RHEOLOGICA ACTA (2008)
Por otro lado, en lo que se refiere al estudio del flujo en corte de polímeros
reforzados, se llevó a cabo un estudio detallado de la influencia de los parámetros
geométricos del dado de extrusión sobre el defecto de concentración y el hinchamiento
del material extrudido. Se encontró que la concentración de fibras en el material
extrudido disminuye con el diámetro del dado y que alcanza un valor límite, semejante
al nominal del compuesto, al aumentar la rapidez de deformación. Este comportamiento
es debido a la resistencia al movimiento de las fibras impuesto por la contracción en la
entrada del dado. Además, las mediciones de hinchamiento de los extrudidos arrojaron
un valor casi constante para polipropileno con una alta concentración de fibras. Los
resultados de este estudio se presentaron en el XII Congreso de la División de Fluidos y
Plasmas y el 79th Annual Meeting of the Society of Rheology, respectivamente, como
se cita a continuación:
ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE LOS PARAMETROS GEOMETRICOS
DEL DADO EN EL HINCHAMIENTO DE POLIPROPILENO REFORZADO
CON FIBRAS DE VIDRIO
FRANCISCO RODRIGUEZ GONZALEZ, JOSE PEREZ-GONZALEZ, L. A VEGA
ACOSTA MONTALBAN
XII CONGRESO DE LA DIVISION DE FLUIDOS Y PLASMAS, VERACRUZ,
MEXICO, PP 15, (2007).
INFLUENCE OF DIE GEOMETRY ON EXTRUDATE SWELL AND
CONCENTRATION DEFECT IN THE EXTRUSION OF POLYPROPYLENE
REINFORCED WITH GLASS FIBERS
FRANCISCO RODRIGUEZ-GONZALEZ, JOSE PEREZ-GONZALEZ, LOURDES
DE VARGAS
79TH ANNUAL MEETING OF THE SOCIETY OF RHEOLOGY, SALT LAKE
CITY, UTAH. USA PP. 71, (2007).
- Visualización del flujo de fluidos modelo y polímeros fundidos reforzados
En esta etapa del proyecto se continuó con la visualización del flujo de fluidos
modelo y de polímeros reforzados. Se realizaron experimentos con polímeros fundidos
y con soluciones poliméricas y de surfactantes puros y con fibras.
En el caso de los polímeros fundidos y reforzados se logró la visualización de la
orientación y la distribución de las fibras en la matriz polimérica, lo que hace
prometedor el uso de la técnica en futuros experimentos de velocimetría. De este estudio
se derivó una tesis de licenciatura en Ingeniería Química como se cita a continuación:
“VISUALIZACION DE LA DISTRIBUCION DE FIBRAS DE VIDRIO
DURANTE LA EXTRUSION DE POLIMEROS REFORZADOS”
EMILIO VELAZQUEZ OTERO
TESIS DE LICENCIATURA EN INGENIERIA QUIMICA
ESCUELA
SUPERIOR
DE
INGENIERIA
QUIMICA
E
INDUSTRIAS
EXTRACTIVAS, IPN (2007).
Por otro lado, se llevó a cabo una visualización y análisis de la cinemática del
flujo de una solución de surfactante (fluido modelo) a través de una contracción. Se
describió en detalle la dinámica de flujo de dicho sistema para ser comparada
posteriormente en dicho fluido reforzado con fibras. Los resultados obtenidos tienen
importancia básica y práctica, ya que se asemejan a la dinámica observada durante la
fractura de polímeros fundidos. Los resultados fueron presentados en el XII Congreso
de la División de Fluidos y Plasmas y se preparó un manuscrito que fue enviado para su
posible publicación, respectivamente, como se cita a continuación:
ANALISIS DEL FLUJO DE UNA SOLUCION MICELAR A TRAVES DE UNA
CONTRACCION EN UN FLUJO PLANO DE POISEUILLE
BENJAMIN M. MARIN-SANTIBAÑEZ, JOSE PEREZ-GONZALEZ, L. A VEGA
ACOSTA MONTALBAN, GUADALUPE HUELZ
XII CONGRESO DE LA DIVISION DE FLUIDOS Y PLASMAS, VERACRUZ,
MEXICO, PP 16, (2007).
"VISUALIZATION OF SHEAR BANDING AND ENTRY POISEUILLE FLOW
OSCILLATIONS IN MICELLAR AQUEOUS SOLUTIONS"
JOSE PEREZ-GONZALEZ, LOURDES DE VARGAS, BENJAMIN M. MARINSANTIBAÑEZ, JEAN PAUL DECRUPPE, GUADALUPE HUELSZ
ENVIADO PARA SU POSIBLE PUBLICACION AL JOURNAL OF NONNEWTONIAN FLUID MECHANICS (2008).
- Conclusiones
De los resultados mencionados arriba, se puede concluir que se han cumplido las
metas establecidas para el desarrollo del proyecto, el cual se encuentra en su etapa más
activa, ya que después de dos años de operación se tienen resultados de interés en el
área de la reología de suspensiones y polímeros reforzados. Actualmente se trabajo en el
análisis de dichos resultados para solicitar su publicación. Por otro lado, con apoyo del
Instituto se adquirió un equipo de velocimetría por imágenes de partículas, con el cual
se continuará el estudio de la dinámica de los fluidos puros y con refuerzos. Hasta este
punto el proyecto sigue contando con el apoyo del CONACYT (CIAM 51837 K) y lleva
un avance del 70%. Finalmente, se debe hacer notar que los manuscritos enviados para
publicación que se mencionan aquí, no fueron incluidos en el reporte en línea porque el
programa no permite hacerlo.
Dr. José Pérez-González
Director del proyecto
Laboratorio de Reología
Escuela Superior de Física y Matemáticas
Instituto Politécnico Nacional
E-mail: [email protected]
www.esfm.ipn.mx/reologia