EoW July 2009

artículo técnico

Normalmente, se recomienda usar una relación de reducción de 1 ó poco menos cuando se procesa PVDF para reducir la alineación del polímero en el producto final. La realización del proceso a temperaturas más altas también permite reducir la post-contracción. De hecho, un proceso realizado a temperaturas más altas reduce la viscosidad de la resina (favoreciendo la fluidez) y retrasa el proceso de enfriamiento (tiempo más prolongado en el material fundido) permitiendo mayor relajación del polímero en estado fundido. Cualquier variación del proceso que permita relajar la alineación del polímero en estado fundido antes del enfriamiento reducirá la post-contracción. Aumentando la temperatura del material fundido o del agua a veces se puede obtener un tiempo más largo para la relajación de la alineación del polímero antes del “congelamiento”. Distanciando el taque de la hilera también puede ayudar a veces. En este caso también hay limitaciones para la seguridad del proceso que no permiten utilizar temperaturas demasiado altas y problemas de concentricidad de la cubierta debidos a la distancia entre el tanque de enfriamiento y la hilera. Se ha comprobado que la combinación de estos cambios de herramientas/ procesamiento puede dar como resultado una reducción de la alineación del polímero y de la post-contracción. Si las modificaciones del proceso no son suficientes para resolver los problemas de post-contracción, el paso siguiente es considerar otras calidades de PVDF con características propias de menor post-contracción. dades de PVDF para aplicaciones de baja post-contracción El nivel de post-contracción observado en cubiertas de cable de PVDF varía considerablemente según la calidad de PVDF, sin tener en cuenta las condiciones de procesamiento. 3 Selección de cali-

Como regla general, las calidades que presentan una viscosidad más baja generan menor post-contracción respecto a las calidades con viscosidad más alta. Se han observado valores de post-contracción superiores a un 5% usando calidades de viscosidad más alta. La post-contracción puede ser reducida simplemente utilizando un producto con viscosidad más baja. Se han reducido a la mitad valores de post-contracción simplemente usando una calidad de PVDF de baja viscosidad. Aumentando el contenido de comonómeros se reduce la cristalinidad de la resina de PVDF y se obtiene un producto más suave, adecuado para alambre y cable. Téngase en cuenta que existen limitaciones para reducir la viscosidad, ya que se podrían tener efectos negativos en las propiedades físicas y mecánicas de la cubierta. Normalmente, las calidades de copolímeros que tienen contenidos de comonómeros más altos son preferibles para alambres y cables, y estas calidades están disponibles con viscosidades más bajas manteniendo al mismo tiempo propiedades generales buenas. Arkema Inc ofrece una amplia gama de productos que pueden ser usados en el mercado del alambre y del cable. Para explicar algunas de las diferencias de comportamiento frente a la contracción, se ha seleccionado una serie de calidades, que representan una gama de productos de viscosidad, contenido de comonómeros y distribución diferentes. Los materiales de PVDF seleccionados están ilustrados en la Tabla 1 . En general, se sabe que las calidades de PVDF con viscosidad más baja tienen una post-contracción menor respecto a las calidades con viscosidad más alta. Por ejemplo, se sabe que el K2500-10 (viscosidad 795 Pa.s) se contrae menos que el K2500-20 (viscosidad 1460 Pa.s). Además, se ha descubierto que los productos con distribución aleatoria de los comonómeros se contraen menos que los producidos con distribución de comonómeros no aleatoria. Por ejemplo, un copolímero aleatorio como el K2500-10 se contrae menos que un copolímero no

En este artículo se analizarán los efectos de la orientación del polímero en la contracción después de la extrusión. Todos sabemos que la contracción que se produce después de la extrusión puede causar problemas en los cables, en particular durante la producción de cables de fibra óptica. La contracción que sigue a la extrusión de las cubiertas o de los tubos de recubrimiento usados en los cables de fibra óptica puede llevar a una longitud de fibra extra ( Excess Fibre Length - ELF ), que es conocida como la relación entre la longitud de la fibra y la longitud efectiva del tubo. La longitud de fibra extra puede producir tensiones en las fibras ópticas con consiguiente pérdida de señal. La contracción que sigue a la extrusión es llamadacorrientementeeninglés“ shrinkback ” y se utilizará el término “post-contracción” en este artículo para describir dicho comportamiento. Las medidas adoptadas para reducir la orientación que se conserva en el material producirán una reducción de post-contracción y ELF. Estas medidas comprenden la optimización del proceso y la correcta selección de las calidades de PVDF. 2 Baja contracción en la extrusión de alambre y cable Los efectos de las condiciones de procesamiento sobre la post-contracción a veces pueden ser considerables y se ha hecho un gran esfuerzo para encontrar condiciones que permitan minimizar tales efectos. Como regla general, cualquier modificación que reduzca la defor- mación extensional (estiramiento) del polímero puede reducir potencialmente la post-contracción. La reducción de la relación de reducción puede ser el primer paso para reducir la post-contracción. Normalmente, las resinas de PVDF son elaboradas usando combinaciones de punta/hilera que producen una relación de reducción nominal de 7:1. Se pueden usar relaciones de reducción más bajas para reducir la alineación del polímero en el material fundido y, por consiguiente, reducir la post-contracción. A menudo se recomienda reducir la relación de reducción (DDR) hasta 4:1 como primer paso para reducir la post- contracción. Se sabe que hay limitaciones para reducir la relación de reducción (DDR), como presiones excesivas de la hilera y limitaciones debidas a las herramientas. Es importante también seleccionar herramientas que permitan conseguir una reducción equilibrada. Un equilibrio de reducción elevado que lleva a la formación de un “cono estrecho”a veces puede causar una mayor alineación del polímero en el producto final.

▼ ▼ Tabla 1 : Materiales usados y sus propiedades

Comonómero HFP

Distribución de los comonómeros

h a 80 s –1 (Pa.s)

ID PVDF

(ºC)

T

m

K2500-10 K2500-20 K2750-01 K3120-10 K3120-15 K3120-50

Alto Alto Alto

Aleatorio Aleatorio Aleatorio

795

127 114 140 165 165 165

1460 2290

Moderado Moderado Moderado

No aleatorio No aleatorio No aleatorio

650

1230 2390

92

EuroWire – Julio de 2009