Blanqueamiento por estrés en copolímeros de PP

Decidir y crear una coloración ideal es una parte clave del diseño de un producto, pero el proceso no termina allí. Con frecuencia, se deben tomar medidas para garantizar que el color no se vea comprometido con el tiempo como resultado de los factores ambientales.

Hay ciertos factores que afectan el blanqueamiento por estrés, pero ¿Cómo podemos prevenirlo? De acuerdo a los hallazgos, se podrá ajustar la composición del copolímero, los métodos de procesamiento o el diseño del producto.

¿Qué es el blanqueamiento por estrés?

El blanqueamiento por estrés comienza cuando se genera un esfuerzo por impacto o tensión sobre una superficie polimérica.  Este estrés conduce a la creación de microfisuras y/o microhuecos, esencialmente, los inicios microscópicos de las grietas que resultan cuando las tensiones superan las fuerzas que unen las partículas.  

A diferencia de las grietas superficiales, estas microfisuras o microhuecos no se pueden sentir, pero es posible verlos.  Esto se debe a que estas pequeñas aberraciones reflejan la luz de forma ligeramente diferente que las superficies que las rodean, lo que a su vez les da una coloración diferente al ser percibidas por el ojo humano.

Copolímeros de PP y blanqueamiento

Los copolímeros de PP son mucho más susceptibles al blanqueamiento. Cuentan con un mejor equilibrio de resistencia al impacto y rigidez que el homopolímero básico, el cual normalmente no presenta blanqueamiento por estrés.  

Cuando una pieza fabricada en PP es impactada o deformada, tienden a formarse microfisuras o microhuecos donde las partículas del elastómero en la matriz de PP interactúan entre sí.  El cambio resultante en el índice de refracción (RI) de los materiales, provoca la dispersión de la luz en las áreas afectadas del polímero. La dispersión de la luz provoca el cambio de color perceptible del aspecto blanqueado en la superficie de la pieza.

El blanqueamiento por estrés no necesariamente aparece inmediatamente después de que el impacto o esfuerzo es aplicado a un material. De hecho, pueden pasar días.  

Factores que afectan el blanqueamiento por estrés

Las pruebas han demostrado que varios factores pueden afectar la susceptibilidad de un material a mostrar el blanqueamiento por estrés.  Estos factores están relacionados con la selección del material, el diseño del producto y el procesamiento.

Formulación del masterbatch de color

Cuando se mantiene constante el tipo de copolímero de PP utilizado y se prueba dentro del mismo espacio de color, ajustar la formulación de masterbatch como una variable independiente puede conducir a diferencias sustanciales en la susceptibilidad al blanqueo del material.  Los cambios en el masterbatch pueden incluir el uso de diferentes tipos de pigmentos, tamaños de partículas o niveles de pigmento; todos afectando el potencial de blanqueamiento.

Resina

Cuando las formulaciones de masterbatch se mantienen constantes y se utiliza el mismo color, encontramos que las diferencias en la elección de la resina de copolímero de PP también pueden conducir a variaciones en el potencial de blanqueamiento.  Incluso los diferentes copolímeros de PP especificados para la fabricación de la misma pieza pueden producir grandes diferencias.

Espesor de la pieza

El espesor de la pieza también puede afectar la susceptibilidad al blanqueamiento.  Algunos experimentos han demostrado que a medida que el espesor disminuye, se necesitará más pigmento para minimizar el blanqueamiento visible.

Nucleación en piezas grandes

Los agentes nucleantes y ciertos pigmentos pueden afectar la contracción durante el moldeo por inyección.  Esta contracción puede requerir más empaquetamiento para llenar el molde.  El resultado puede ser una tendencia de los materiales a adherirse al molde, lo que requiere una mayor fuerza de expulsión sobre la pieza para liberarla del molde.  

Esta fuerza de expulsión adicional puede ser suficiente para causar un blanqueamiento por estrés, especialmente en el área donde el expulsor entra en contacto con la pieza.