Fabricacion-de-filamento-de-politereftalato-de-etileno-PET-y-policarbonato-PC-para-su-uso-como-agentes-de-refuerzo-en-una-matriz-de-polietileno-de-alta-densidad-HDPE-y-de-polipropileno-HDPP

Vista previa del material en texto

1 
 
 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
POSGRADO EN CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES 
 INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN MATERIALES 
 
FABRICACIÓN DE FILAMENTO DE 
POLITEREFTALATO DE ETILENO (PET) Y POLICARBONATO (PC) PARA SU USO 
COMO AGENTES 
 DE REFUERZO EN UNA MATRIZ DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD (HDPE) Y 
DE POLIPROPILENO (HDPP) 
 
 
 
TESIS: 
PARA OPTAR POR EL GRADO DE 
MAESTRA EN CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES 
 
 
 
PRESENTA: 
LIZBETH NERI DEL CASTILLO 
 
 
 
TUTOR PRINCIPAL 
 
 
DR. ANTONIO SÁNCHEZ SOLÍS 
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN MATERIALES 
 
 
COMITÉ TUTOR 
 
DR. OCTAVIO MANERO BRITO 
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN MATERIALES 
 
 
 
DR. ANGEL ENRIQUE CHAVEZ CASTELLANOS 
FACULTAD DE QUÍMICA (UNAM) 
 
CIUDAD DE MÉXICO, OCTUBRE DEL 2017
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
Restricciones de uso 
 
DERECHOS RESERVADOS © 
PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL 
 
Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal 
del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 
El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea 
objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para 
fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo 
mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, 
reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el 
respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
2 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
A la Universidad Nacional Autónoma de México por darme la oportunidad de crecer 
profesionalmente al cobijo de sus aulas. 
Al Posgrado de Ciencia e Ingeniería de Materiales por el conocimiento adquirido 
Al Instituto de Investigaciones en Materiales por abrirme las puertas para la realización del 
presente trabajo. 
Al CONACYT por otorgarme una beca nacional asignada bajo el CVU 593865. 
Al Dr. Antonio Sánchez Solís por su apoyo y por compartir conmigo su experiencia e 
invaluables conocimientos. 
Al Dr. Octavio Manero Brito y el Dr. Ángel Chaves Castellanos por su apoyo y asesoría. 
Al M. en C. e I. Eliezer Hernández Mecinas por su ayuda en la realización de pruebas 
mecánicas. 
A la I. Q. Eriseth Reyes Morales por su apoyo en la realización de pruebas 
correspondiente a la caracterización térmica. 
Al M. en C. e I. Leonardo Moreno Morales por su ayuda en la realización de pruebas 
reométricas. 
Al Quim. Miguel Ángel Canseco Martínez por su ayuda en la caracterización por 
espectroscopia. 
A mis compañeros de laboratorio Ricardo, Isis, Vianney, Leo, Jazmín, Moises y Diana por 
su apoyo y compañía. 
A la Dra. Eloisa Anleu Avila por su invaluable apoyo para la realización de esta tesis. 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi familia con amor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
ÍNDICE 
LISTADO DE SÍMBOLOS Y ACRÓNIMOS.................................................................................. 8 
LISTADO DE TABLAS ................................................................................................................... 11 
LISTADO DE FIGURAS ................................................................................................................ 11 
RESUMEN ....................................................................................................................................... 13 
OBJETIVO ....................................................................................................................................... 14 
HIPÓTESIS ..................................................................................................................................... 14 
1. GENERALIDADES ................................................................................................................. 15 
1.1 Polímeros .............................................................................................................. 15 
1.1.1 Definición ................................................................................................................. 15 
1.1.2 Estructura del estado sólido en polímeros. ........................................................ 15 
1.1.2.1 Estado Amorfo ................................................................................................ 15 
1.1.2.2 Estado cristalino .............................................................................................. 16 
1.1.2.3 Aspectos que afectan el grado de cristalinidad. ........................................ 17 
1.1.3 Clasificación de polímeros según su comportamiento térmico ....................... 17 
1.2 Procesamiento de polímeros termoplásticos. ........................................................ 18 
1.2.1 Extrusión ........................................................................................................ 18 
1.2.1.1 Extrusión reactiva ....................................................................................... 18 
1.2.2 Inyección ........................................................................................................ 19 
1.3 Mezclas poliméricas .............................................................................................. 20 
1.3.1 Mezcla polimérica incompatible ........................................................................... 22 
1.3.2 Mezcla polimérica miscible ................................................................................... 22 
1.3.3 Mezcla polimérica compatible............................................................................... 22 
1.4 Mejora de compatibilidad de mezclas poliméricas. ................................................ 22 
1.5 Materiales compuestos ......................................................................................... 23 
1.5.1 Matrices poliméricas reforzadas con fibras y filamentos .................................. 24 
1.5.1.1 Matrices poliméricas reforzadas con fibras de PET .................................. 25 
1.6 Polietilen Tereftalato (PET). .................................................................................. 25 
1.7 Poliocarbonato PC ................................................................................................ 26 
1.8 Polietileno (PE) ..................................................................................................... 27 
1.9 Polipropileno PP .................................................................................................... 28 
5 
 
1.10 Caracterización de polímeros. ............................................................................... 29 
1.10.1 Pruebas mecánicas ................................................................................................ 29 
1.10.1.1 Ensayo de tensión (ASTM D638)................................................................. 29 
1.10.1.2 Resistencia al impacto Izod (ASTM D256) ................................................. 32 
1.10.2 Análisis térmico ....................................................................................................... 33 
1.10.2.1 Termogravimetría (TGA) ............................................................................... 33 
1.10.2.2 Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC).................................................. 33 
1.10.3 Espectroscopía de infrarrojo. ................................................................................ 34 
1.10.4 Reología. .................................................................................................................. 35 
2. DESARROLLO EXPERIMENTAL ........................................................................................ 36 
2.1 Procedimiento experimental .................................................................................. 37 
2.2 Materias primas y reactivos químicos ....................................................................38 
2.3 Equipo ................................................................................................................... 38 
2.4 Procedimiento experimental .................................................................................. 39 
2.4.3 Fabricación del filamento de policarbonato ........................................................ 39 
2.4.4 Fabricación del polipropileno injertado con anhídrido maleico ........................ 40 
2.4.5 Preparación del polietileno injertado con anhídrido maleico ........................... 40 
2.4.6 Procesamiento de las mezclas con polietileno de alta densidad HDPE ........ 41 
2.4.6.1 Mezcla de polietileno y filamento de PET amorfo (1PE) .......................... 41 
2.4.6.2 Mezcla de polietileno, polietileno injertado y filamento de PET amorfo 
(2PE, 3PE y 4PE) ............................................................................................................... 42 
2.4.6.3 Mezcla de polietileno, polietileno injertado y filamento de PET cristalino 
(5PE) 42 
2.4.6.4 Mezcla de polietileno y filamento de policarbonato (6PE) ....................... 43 
2.4.6.5 Mezcla de polietileno, polietileno injertado y filamento de policarbonato 
(7PE) 43 
2.4.6.6 Mezcla de polietileno, compatibilizante LOTADER AX8900 y filamento 
de PET (8PE y 9PE) .......................................................................................................... 44 
2.4.6.7 Mezcla de polietileno, compatibilizante FUSABOND N493 y filamento de 
PET (10PE y 11PE)............................................................................................................ 45 
2.4.6.8 Mezcla de polietileno, compatibilizante LOTADER AX8840 y filamento 
de PET (12PE y 13PE) ...................................................................................................... 45 
2.4.7 Procesamiento de las mezclas con polipropileno de alta densidad ............... 46 
2.4.7.1 Mezcla de polipropileno y filamento de PET (1PP y 2PP) ....................... 46 
6 
 
2.4.7.2 Mezcla de polipropileno, polipropileno injertado y filamento de PET 
amorfo (3PP) ....................................................................................................................... 47 
2.4.7.3 Mezcla de polipropileno, polipropileno injertado y filamento de PET 
cristalino (4PP) .................................................................................................................... 47 
2.4.7.4 Mezcla de polipropileno y filamento de policarbonato (5PP) ................... 48 
2.4.7.5 Mezcla de polipropileno, polipropileno injertado y filamento de 
policarbonato (6PP)............................................................................................................ 48 
2.4.7.6 Mezcla de polipropileno, compatibilizante Lotader AX8900 y filamento 
de PET (7PP y 8PP) .......................................................................................................... 49 
2.4.7.7 Mezcla de polipropileno, compatibilizante FUSABOND N493 y filamento 
de PET (9PP y 10PP) ........................................................................................................ 49 
2.4.7.8 Mezcla de polipropileno, compatibilizante OREVAC CA-100 y filamento 
de PET (11PP, 12PP y 13PP) .......................................................................................... 50 
2.4.7.9 Mezcla de polipropileno, compatibilizante LOTADER AX8840 y 
filamento de PET (14PP, 15PP y 16PP) ......................................................................... 51 
3. ANALISIS DE RESULTADOS .............................................................................................. 51 
3.1 Caracterización de materias primas ...................................................................... 52 
3.1.1 Espectroscopia infrarroja. ...................................................................................... 52 
3.1.2 Análisis térmico. ...................................................................................................... 60 
3.1.2.1 DSC de materias primas ............................................................................... 60 
3.1.2.2 TGA de materias primas ................................................................................ 61 
3.2 Caracterización de poliolefinas injertadas con anhídrido maleico GPE y GPP ...... 61 
3.2.2 Espectroscopia infrarroja. ...................................................................................... 62 
3.3 Caracterización de mezclas. ................................................................................. 66 
3.3.1 Pruebas mecánicas para mezclas con HDPE. .................................................. 66 
3.3.1.1 Pruebas de tensión para mezclas con polietileno ......................................... 66 
3.3.1.2 Pruebas de impacto para mezclas de polietileno ...................................... 71 
3.3.2 Pruebas mecánicas para mezclas con polipropileno ........................................ 73 
3.3.2.1 Pruebas de tensión para mezclas con polipropileno ................................ 73 
3.3.2.2 Pruebas de impacto para mezclas de polipropileno ................................. 77 
3.3.3 Análisis térmico ....................................................................................................... 79 
3.3.3.1 DSC de mezclas de HDPE y PP .................................................................. 79 
3.3.4 Pruebas de reología. .............................................................................................. 81 
3.3.4.1 Pruebas de reología para mezclas de polietileno. .................................... 81 
7 
 
3.3.4.2 Pruebas de reología para mezclas de polipropileno. ................................ 82 
4. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 85 
5. BIBLIOGRAFÍA ....................................................................................................................... 86 
ANEXO ............................................................................................................................................. 88 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
LISTADO DE SÍMBOLOS Y ACRÓNIMOS. 
 
PE Polietileno 
PP Polipropileno 
HDPE 
LDPE 
Polietileno de alta densidad 
Polietileno de baja densidad 
HDPP 
PC 
PET 
Polipropileno de alta densidad 
Policarbonato 
Polietilen tereftalato 
MAH Anhídrido maleico 
BPO Peróxido de benzoilo 
GPE Polietileno de alta densidad injertado con anhídrido maleico 
GPP 
FIL_PET 
FIL_PC 
1PE 
2PE 
3PE 
4PE 
5PE 
6PE 
7PE 
8PE 
9PE 
10PE 
11PE 
Polipropileno injertado con anhídrido maleico 
Filamento de polietilen tereftalato 
Filamento de policarbonato 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
9 
 
12PE 
13PE 
1PP 
2PP 
3PP 
4PP 
5PP 
6PP 
7PP 
8PP 
9PP 
10PP 
11PP 
12PP 
13PP 
14PP 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPE + FIL_PET (10 phr) + GPE (2 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (20 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) + GPP (2 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET_precistalizado (10 phr) + GPP (2 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PC (10 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PC (10 phr) + GPP (2 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) + LOTADER AX8900 (2 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET_LOTADER AX8900 (10 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) + FUSABOND N493 (2 phr) 
Mezcla=HDPP + FIL_PET (10 phr) + FUSABOND N493 (4 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) + OREVAC CA-100 (2 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) + OREVAC CA-100 (4 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) + OREVAC CA-100 (6 phr) 
Mezcla= HDPP + FIL_PET (10 phr) + LOTADER AX8840 (2 phr) 
SEM Microscopía electrónica de barrido 
DSC Calorimetría diferencial de barrido 
TGA Análisis termogravimétrico 
G Gramo 
Kg Kilogramo 
Mm 
nm 
Milímetro 
Nanómetro 
J Joule 
% Porcentaje 
phr Partes por cien de resina 
10 
 
MPa Mega pascales 
Pa Pascal 
RPM Revoluciones por minuto 
Tg Temperatura de transición vítrea 
Tif Temperatura de inicio de fusión 
Tff Temperatura de final de fusión 
Tpf Temperatura promedio de fusión 
Tpc Temperatura promedio de cristalización 
Td 
Tf 
Tc 
 
Temperatura de degradación 
Temperatura de fusión 
Temperatura de cristalización 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
LISTADO DE TABLAS 
 
Tabla 1 Características de mezclas poliméricas. ...................................................................... 21 
Tabla 2 Propiedades del PET ....................................................................................................... 26 
Tabla 3 Propiedades del PC. ........................................................................................................ 27 
Tabla 4 Propiedades del HDPE. .................................................................................................. 28 
Tabla 5 Propiedades del PP*........................................................................................................ 29 
Tabla 6 Resultados obtenidos por DSC para PET, PC, HDPE y PP .................................... 60 
Tabla 7 Resultados de TGS para las materias primas ............................................................. 61 
Tabla 8 Temperatura de fusión (inicio, término y promedio), temperatura máxima de 
degradación, rapidez de degradación y porcentaje de pérdida de peso a 186 °C, obtenidos 
de termogramas mediante DSC y TGA. ..................................................................................... 62 
Tabla 9 Resultados de pruebas de tensión para mezclas con HDPE ................................... 67 
Tabla 10 Resultados de prueba de impacto para mezclas con HDPE .................................. 71 
Tabla 11 Resultados de prueba de tensión para mezclas con PP ......................................... 74 
Tabla 12 Resultados de calorimetría diferencial de barrido para mezclas de HDPE. ......... 80 
 
LISTADO DE FIGURAS 
 
Figura 1 Sección de una máquina extrusora. ............................................................................ 18 
Figura 2 Sección de una máquina de moldeo por inyección de tornillo rotativo para 
materiales plásticos ........................................................................................................................ 20 
Figura 3 Polietilen tereftalato (PET) ............................................................................................ 26 
Figura 4 Policarbonato (PC) ......................................................................................................... 27 
Figura 5 Polietileno (PE) ............................................................................................................... 28 
Figura 6 Polipropileno PP.............................................................................................................. 29 
Figura 7 Dispositivo para ensayo de tensión. Mediante un cabezal móvil, en la prueba de 
tensión se aplica una fuerza unidireccional a una probeta. ..................................................... 30 
Figura 8 Diagrama Esfuerzo-Deformación típico de un termoplástico .................................. 31 
Figura 9 Diagrama Esfuerzo-Deformación de un polímero frágil, un polímero tenaz y un 
elastómero. ...................................................................................................................................... 31 
Figura 10 Dispositivo para prueba de impacto Izod.................................................................. 33 
Figura 11 Espectro infrarrojo de PET .......................................................................................... 52 
Figura 12 Espectro infrarrojo de PC ............................................................................................ 53 
Figura 13 Espectro infrarrojo de HDPE ...................................................................................... 54 
Figura 14 Espectro infrarrojo de PP ............................................................................................ 55 
Figura 15 Espectro infrarrojo de FUSABOND N493 ................................................................. 56 
Figura 16 Espectro infrarrojo de OREVAC CA-100 .................................................................. 57 
Figura 17 Espectro infrarrojo de LOTADER AX8900 ............................................................... 58 
12 
 
Figura 18 Espectro infrarrojo de LOTADER AX8840 ............................................................... 59 
Figura 19 Espectro infrarrojo de GPE ......................................................................................... 63 
Figura 20 Espectro infrarrojo comparativo de GPE, FUSABOND N493 y HDPE ................ 64 
Figura 21 Espectro infrarrojo de GPP ......................................................................................... 65 
Figura 22 Espectro infrarrojo comparativo de GPP, OREVAC CA-100 y PP ....................... 66 
Figura 23 Tensión en la carga máxima para mezclas con HDPE .......................................... 68 
Figura 24 Deformación en la carga máxima para mezclas con HDPE .................................. 69 
Figura 25 Módulo de Young para mezclas con HDPE ............................................................. 70 
Figura 26 Tenacidad para mezclas con HDPE .......................................................................... 71 
Figura 27 Resistencia al impacto para mezclas con HDPE .................................................... 72 
Figura 28 Porcentaje comparativo de las propiedades mejoradas en las mezclas. ............ 73 
Figura 29 Tensión en la carga máxima para mezclas con PP ................................................ 75 
Figura 30 Deformación en la carga máxima para mezclas con PP........................................ 75 
Figura 31 Módulo de Young para mezclas con PP ................................................................... 76 
Figura 32 Tenacidad para mezclas con PP ............................................................................... 77 
Figura 33 Resistencia al impacto para mezclas con PP .......................................................... 78 
Figura 34 Porcentaje comparativo de las propiedades mejoradas en las mezclas (PP) .... 79 
Figura 35 Prueba de corte simple de las mezclas de HDPE con filamentos y diversos 
compatibilizantes. ........................................................................................................................... 81 
Figura 36 Prueba de corte simple de las mezclas de HDPE con filamentos y diversos 
compatibilizantes. ........................................................................................................................... 82 
Figura 37 Prueba de corte simple de las mezclas de PP con filamentos y diversos 
compatibilizantes. ........................................................................................................................... 83 
Figura 38 Prueba de corte simple de las mezclas de PP con filamentos y diversos 
compatibilizantes. ........................................................................................................................... 84 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
RESUMEN 
 
 En el presente trabajo se estudió el efecto de la presencia de filamentos de PET y 
PC en matrices depolietileno y de polipropileno. 
 Primero, se realizó la caracterización de materias primas con el fin de establecer 
los parámetros de operación para la fabricación de los filamentos, así como para las 
mezclas, ya que en éstas fue muy importante evitar trabajar a una temperatura que 
pudieran fundir los filamentos contenidos en ellas. La fabricación de los filamentos se 
realizó en un extrusor de doble husillo, su diámetro fue de 1mm y su longitud de 15mm; 
una vez obtenidos, fueron mezclados en diferentes concentraciones con HDPP y HDPE 
para posteriormente realizar un análisis de sus propiedades mecánicas con el fin de 
determinar el efecto de los filamentos en la matriz polimérica. En el análisis de 
propiedades mecánicas se observó una disminución en el valor del Módulo de Young, 
tenacidad, tensión en la carga máxima, y la resistencia al impacto, dicha disminución fue 
debido a que la mezcla PET-HDPE, PET-HDPP, PC-HDPE y PC-HDPP son 
incompatibles, por lo que se procedió a fabricar agentes compatiblizantes, los cuales 
fueron: 
 HDPE injertado con anhídrido maleico (GPE) 
 PP injertado con anhídrido maleico.(GPP) 
 Los compatibilizantes obtenidos fueron caracterizados por espectroscopia 
infraroja, y análisis térmico (DSC y TGA) para después ser comparados con 
compatibilizantes comerciales (OREVAC CA-100, FUSABOND N493) previamente 
caracterizados. 
 El siguiente paso fue realizar mezclas de filamentos y poliolefinas pero 
adicionando diferentes concentraciones de los agentes compatibilizantes con el injerto de 
anhídrido maleico (GPE y GPP), posteriormente se analizaron las propiedades mecánicas 
de las mezclas obtenidas. Se realizaron también mezclas con los compatibilizates 
comerciales y su análisis de propiedades mecánicas. 
 Otros compatibilizantes comerciales utilizados fueron el LOTADER AX8900 
(terpolímero de etileno, glicidil metacrilato y acrilato de metilo) y el LOTADER AX8840 (co-
polímero de etileno y glicidil metacrilato); se realizaron mezclas con dichos 
compatibilizantes comerciales con la finalidad de determinar si sus grupos funcionales 
favorecían el comportamiento de los filamentos como refuerzo. 
 A todas las mezclas obtenidas se les realizaron ensayos de tensión y de impacto 
Izod para determinar sus propiedades mecánicas. Se les realizaron también análisis 
térmico con DSC para determinar el efecto de los filamentos en la cristalinidad de la 
matriz polimérica, y por último se les realizaron pruebas reométricas. 
 Con los resultados obtenidos se concluyó que los filamentos de PET son viables 
para reforzar la resistencia al impacto del HDPE. En el caso de PP se concluyó que se 
14 
 
propició un aumento en la cristalinidad de la matriz, por lo que las propiedades mecánicas 
disminuyeron. Los filamentos de PC no actuaron como agentes de refuerzo. 
 
 
OBJETIVO 
 
Objetivo principal. 
Estudiar el efecto en las propiedades mecánicas, térmicas y reológicas de la 
inclusión de filamentos de PET y PC en matrices de polipropileno y polietileno de alta 
densidad. 
 
Objetivos particulares 
• Determinar los parámetros de procesamiento para la producción de filamento 
de PET. 
• Determinar los parámetros de procesamiento para la producción de filamento 
de PC. 
• Determinar el efecto de filamentos de PET en una matriz de HDPP. 
• Determinar el efecto de filamentos de PET en una matriz de HDPE. 
• Determinar el efecto de filamentos de PC en una matriz de HDPP. 
• Determinar el efecto de filamentos de PC en una matriz de HDPE. 
• Determinar el efecto de agentes compatibilizantes en las propiedades 
mecánicas de las matrices poliméricas con filamentos introducidos en ellas. 
 
HIPÓTESIS 
 
 La inclusión de filamentos de PET y PC en matrices de HDPP Y HDPE les 
proporcionará a éstas, mejores propiedades mecánicas, siempre que las fases de ambos 
polímeros sean afines. Para lograr lo anterior, se utilizarán agentes compatibilizantes 
coerciales y se sintetizará por medio de extrusión reactiva un compatibilizante a base de 
HDPE injertado con anhídrido maleico (GPE) así como uno a base de HDPP y anhídrido 
maleico (GPP). El uso de compatibilizantes permitirá mejorar la afinidad entre la matriz y 
los filamentos. 
 
15 
 
1. GENERALIDADES 
 
1.1 Polímeros 
 
1.1.1 Definición 
 
 La palabra “polímero” es derivada de la palabra griega “poly” que significa muchos” 
y “mers” que significa “partes”; es decir, un polímero es una larga cadena molecular que 
está compuesta de una gran número de unidades repetitivas de estructura idéntica. 
 Cabe mencionar que ciertos polímeros pueden ser encontrados en la naturaleza, 
tal es el caso de las proteínas, celulosa y la seda, mientras que otros son producidos sólo 
de forma sintética, incluido el poliestireno, polietileno y el nylon. (1) 
 
1.1.2 Estructura del estado sólido en polímeros. 
 
 El orden en los polímeros en el estado sólido está relacionado con la presencia de 
estructuras regulares (cristales). Puesto que este parámetro depende en gran medida de 
las fuerzas intermoleculares, puede variar desde un orden altamente cristalino a uno de 
tipo líquido. Existen diferentes grados de orden: polímeros amorfos, polímeros 
semicristalinos con regiones amorfas y polímeros en estado fundido. 
 Algunos polímeros comerciales, particularmente las poliolefinas, son materiales 
altamente cristalinos con morfología cristalina bien definida, la cual consiste en láminas de 
cadenas dobladas unidas en estructuras supramoleculares llamadas esferulitas. Aunque 
cristales de algunos polímeros como el polietileno pueden crecer bajo condiciones de 
laboratorio, no puede existir un polímero completamente cristalino. 
 
1.1.2.1 Estado Amorfo 
 
 Los polímeros completamente amorfos, es decir sin orden, como el poliestireno 
atáctico existen desde hace mucho tiempo, sus cadenas están enrollados al azar e 
interpenetradas, por lo que son capaces de lograr conformaciones estables. 
 En el fundido, la energía térmica es suficientemente alta para que largos 
segmentos de cada cadena polimérica se muevan en movimientos micro-Brownianos 
aleatorios. A medida que se enfría la masa fundida, se alcanza una temperatura a la que 
todos los movimientos segmentarios de largo alcance cesa. Esta temperatura 
característica es llamada temperatura de transición vítrea, o Tg, que varía ampliamente 
16 
 
con la estructura de cada polímero. En el estado vítreo, a temperaturas por debajo de Tg, 
los únicos movimientos moleculares que pueden ocurrir son movimientos de corto alcance 
de varios segmentos de la cadena contiguos y los movimientos de grupos sustituyentes. 
Estos procesos son llamados relajaciones secundarias. (1) 
 
1.1.2.2 Estado cristalino 
 
El estado cristalino en polímeros es, en realidad, bifásico, coexistiendo la fase 
cristalina junto con la amorfa. La relación cuantitativa entre estas dos fases viene 
expresada por la cristalinidad. La cristalinidad se define como la fracción en peso de fase 
cristalina presente en la masa polimérica. 
Los polímeros ordenados pueden formar cristales laminares con un espesor de 10 
a 20 nm en los que sus cadenas se pliegan sobre sí mismas para producir cadenas 
paralelas perpendiculares a las caras del cristal. 
Las cristalitas de los polímeros son muy pequeñas y normalmente se organizan en 
estructuras piramidales más grandes y de poco espesor llamadas esferulitas que pueden 
ser vistas sin ayuda del microscopio, o como estructuras en cruz de Malta con luz 
polarizada, y prismas cruzados de Nicol si se usa un microscopio. 
Las zonas cristalinas pueden alterarse mediante métodos de procesado como el 
termoformado y la extrusión de los plásticos o la orientación biaxial y el hilado en frío de 
fibras. En el último método, el cual explica los otros, las cristalitas se ordenan en la 
dirección de los esfuerzos, el hilo disminuye en diámetro, y reabsorbe calor como 
resultado de la orientacióny cristalización adicionales. 
Además de la cristalización de la cadena principal de los polímeros, también se 
puede producir cristalización de grupos voluminosos regularmente espaciados, incluso 
cuando se mantiene una estructura amorfa en la cadena principal. En general el grupo 
pendiente debe contener por lo menos 10 átomos de carbono para que se produzca esta 
cristalización de cadena lateral. 
Todos los principios anteriores se aplican a todos los polímeros, tanto orgánicos 
como inorgánicos, naturales como sintéticos, a elastómeros, plásticos y fibras. Las 
principales diferencias entre estos últimos están relacionados con las Tg que son función 
de los grupos que se hallan presentes en la cadena, así como de los grupos pendientes y 
de la fuerza relativa de los enlaces intermoleculares. 
Para los polímeros que se cristalizan en masa, el resultado final es normalmente la 
formación de esferulitas. En el caso del polietileno, la estructura que se forma inicialmente 
es un cristal sencillo con láminas de cadena plegada; esto conduce rápidamente a la 
formación de estructuras en forma de haz que se llaman axialitas o hedritas; a medida 
que se desarrolla el crecimiento, las láminas se desarrollan a los dos lados de un plano 
17 
 
central de referencia. Las láminas continúan su expansión ocupando secciones cada vez 
mayores mediante la formación de más láminas en puntos de ramificación apropiados. El 
resultado es la formación de esferulitas. 
 
1.1.2.3 Aspectos que afectan el grado de cristalinidad. 
 
 En las condiciones óptimas de cristalización, el grado de cristalinidad de un 
polímero viene determinado por la constitución de su cadena molecular. En general puede 
decirse que todo defecto que reduzca la regularidad constitucional de la cadena afecta 
negativamente a la cristalinidad, los factores determinantes de la cristalinidad son: 
 Copolímeros: la cristalinidad disminuye con la co-polimerización, siendo este 
efecto mayor cuanto más diferentes sean las constituciones de los co-polímeros. 
 Tamaño: la cristalinidad disminuye con el peso molecular. 
 Configuración: la cristalinidad está estrechamente vinculada a la 
estereorregularidad, hasta el punto de que la ausencia de tacticidad suele ser 
sinónimo de carácter amorfo. 
 Ramificaciones: la presencia de ramas disminuye la cristalinidad, siendo el efecto 
más pronunciado cuanto más irregulares sean éstas.(2) 
 
1.1.3 Clasificación de polímeros según su comportamiento térmico 
 
 Los polímeros se clasifican de varias formas, sin embargo, la manera más usada 
para hacerlo es en función de su comportamiento mecánico y térmico, clasificándolos así 
en termoplásticos, termoestables y elastómeros. 
 Termoplásticos: Éste tipo de polímeros a temperaturas relativamente altas, se 
vuelve deformable o flexible, se funde cuando se calienta y se solidifica cuándo se 
enfría lo suficiente. Sus características los hacen mejores para el proceso de 
reciclaje. 
 Termoestables: Estos polímeros presentan una estructura del tipo reticular a base 
de uniones covalentes, con entrelazamiento transversal de cadenas producido por 
el calor o por una combinación de calor y presión durante la reacción de 
polimerización. Los termoestables no pueden ser recalentados y refundidos como 
los termoplásticos. 
 Elastómeros: Estos materiales se caracterizan por mostrar una gran deformación 
elástica cuando se les aplica una fuerza. La deformación puede desaparecer 
completamente cuando se elimina el esfuerzo. 
 
18 
 
1.2 Procesamiento de polímeros termoplásticos. 
 
1.2.1 Extrusión 
 
 En una definición general, el proceso de extrusión hace referencia a cualquier 
operación de transformación en la que un material fundido es forzado a atravesar una 
boquilla para producir un artículo de sección transversal constante y, en principio, longitud 
indefinida. 
 La extrusión es un método muy importante para procesar termoplásticos, algunos 
de los productos manufacturados por medio de este proceso son tubos, varillas, láminas, 
entre otras. En el proceso de extrusión, el polímero en forma de pellets se introduce en la 
tolva, después entra a un cilindro caliente, en el cual, mediante un tornillo rotatorio 
(husillo) se hace pasar el polímero fundido a través de una abertura (o aberturas) 
generando la pieza deseada de manera continua. El enfriamiento se realiza generalmente 
por aire o mediante un sistema de enfriamiento por agua. (3) 
 
 
Figura 1 Sección de una máquina extrusora. 
 
1.2.1.1 Extrusión reactiva 
 
 La extrusión reactiva se refiere a que dentro del extrusor se lleva a cabo algún tipo 
de reacción química, éste tipo de extrusión resulta muy viable debido a las características 
propias de los polímeros termoplásticos. (4) 
 En la extrusión reactiva se combinan las dos operaciones siguientes: 
19 
 
 Evolución de alguna reacción química para la síntesis o modificación de 
macromoléculas poliméricas. 
 El procesamiento del polímero para fabricar algún producto. 
 
1.2.2 Inyección 
 
El moldeo por inyección es uno de los métodos de procesado más importantes 
para dar forma a los materiales termoplásticos. 
En el proceso de moldeo por inyección, se introducen los gránulos plásticos desde 
una tolva a través de un orificio al cilindro de inyección, sobre la superficie de un tornillo 
rotativo que los lleva hacia el molde. La rotación del tornillo empuja los gránulos contra las 
paredes calientes del cilindro, produciendo su fusión debido al calor de compresión, 
fricción y al calor de las paredes del cilindro. Cuando se fusiona suficiente el material 
plástico en el molde final del tornillo, el tornillo se detiene y por un movimiento de 
percusión inyecta un “disparo” de material fusionado a través de un orificio introduciéndolo 
dentro de las cavidades cerradas del molde. El tornillo mantiene la presión del material 
plástico introducido en el molde durante un corto periodo de tiempo para permitir su 
solidificación y entonces se retrae. El molde se enfría con agua para enfriar rápidamente 
la pieza plástica. Finalmente se abre el molde y la pieza es expulsada del molde con aire 
o mediante eyectores de puntas empujados por muelles. Entonces se cierra el molde y 
comienza un nuevo ciclo. (5,6) 
Las principales ventajas del moldeo por inyección son: 
 Pueden producirse piezas de gran calidad a alta velocidad de producción. 
 El proceso tiene relativamente bajo costo de mano de obra. 
 Pueden producirse buenos acabados superficiales de las piezas moldeadas. 
 El proceso puede automatizarse. 
 Pueden producirse formas complicadas. 
Las principales desventajas del moldeo por inyección son: 
 Los altos costos de la maquinaria suponen la realización de una gran cantidad de 
piezas para la amortización de la máquina. 
 El proceso debe ser estrechamente controlado para producir un producto de 
calidad. 
 
20 
 
 
Figura 2 Sección de una máquina de moldeo por inyección de tornillo rotativo para materiales plásticos 
 
1.3 Mezclas poliméricas 
 
 Como mezcla se entiende un material formado por dos o más componentes 
unidos, pero no combinados químicamente. El arte de la mezcla de diferentes materiales 
fue conocido por la humanidad desde la edad de bronce; concreto, aleaciones metálicas y 
materiales compuestos con fibra son considerados como ejemplos típicos que fueron 
introducidos. (7) En el caso de los polímeros fue hasta 1846 cuando se reportó la primera 
mezcla polimérica, la cual fue de hule natural y gutapercha. Al final de los años 80 se 
mostró un incremento exponencial en el número de mezclas poliméricas en patentes y 
demás literatura. Estas mezclas de polímeros son una clase de material en el cual dos 
polímeros son combinados juntos resultando en un nuevo material con diferentes 
propiedades físicas. (8) 
 Las ventajas importantes de las mezclas poliméricas se mencionan a 
continuación: 
 Desarrollo de nuevaspropiedades o aumento de las propiedades existentes para 
necesidades específicas. 
 Reducción de costos de material sin sacrificar propiedades. 
 Aumento de procesabilidad del material. 
 Reunir características superiores a las obtenidas en la polimerización, ello para 
satisfacer las necesidades de industrias emergentes. 
21 
 
 Las mezclas poliméricas pueden, en términos generales, ser clasificadas dentro de 
tres categorías. 
 Mezclas de polímeros miscibles. 
 Mezclas de polímeros compatibles. 
 Mezclas de polímeros incompatibles. 
Las diferencias y las condiciones importantes para la miscibilidad se muestran en la Tabla 
1. 
 
Tabla 1 Características de mezclas poliméricas. 
Mezclas miscibles Mezclas parcialmente 
miscibles 
Mezclas inmiscibles 
Homogéneas Parcial separación de fase Completa separación de 
fase 
Propiedades mecánicas de 
los componentes 
promediadas 
Propiedades mecánicas 
individuales de los 
componentes poliméricos 
se conservan en su 
mayoría 
Interface pobre que afecta 
las propiedades mecánicas 
 
Muestran un sola 
temperatura de transición 
vítrea 
Muestran dos temperaturas 
de transición vítrea, 
intermedia a los 
componentes poliméricos 
Muestran las dos 
temperaturas de transición 
vítrea de los componentes 
poliméricos 
 
 El éxito del desarrollo de una mezcla de polímeros depende de la eficacia con la 
que se superan las siguientes limitaciones inherentes. 
 La alta tensión interfacial (Г12 entre 
 y ) haciendo la 
dispersión de un polímero en la otra fase extremadamente difícil. 
 Pobre adhesión interfacial. 
 La inestabilidad de las mezclas de polímeros inmiscibles. 
En una mezcla de polímeros las interacciones entre los diferentes monómeros son 
predominantemente interacciones tal como enlaces de hidrógeno, interacciones de Van 
der Waals, mientras en un copolímero las interacciones son predominantemente 
covalente. 
22 
 
Las mezclas poliméricas son llamadas compatibles o incompatibles dependiendo del 
resultado de sus propiedades. Mezclas incompatibles son totalmente inmiscibles y tienen 
pobres propiedades mecánicas. 
 
1.3.1 Mezcla polimérica incompatible 
 
 Compatibilidad e incompatibilidad en mezclas de polímeros son extremadamente 
importantes desde un punto de vista industrial. Las mezclas de polímeros incompatibles 
son caracterizadas por una gruesa fase de separación y débil interfase. Por lo tanto ellas 
muestran pobres propiedades mecánicas. Se han realizado múltiples estudios sobre la 
interfase en mezclas de polímeros incompatibles. (8,9) 
 
1.3.2 Mezcla polimérica miscible 
 
 La miscibilidad en mezclas poliméricas es siempre el resultado de interacciones 
específicas entre los componentes de la mezcla. Estas interacciones incluyen 
interacciones de enlaces puentes de hidrógeno, interacciones dipolo-dipolo, interacciones 
Van der Waals (tal como fuerzas de dispersión). Existe varios pares de polímeros que 
exhiben micibilidad incluso sin una interacción específica. Mezclas de polivinil-etileno y 
cis-1,4-poliisopreno son termodinámicamente miscibles, como se ha evidenciado 
mediante diversas técnicas experimentales. La ausencia de cualquier interacción 
específica entre los componentes se confirmó por espectroscopia infrarroja por 
transformada de Fourier (FTIR). (8) 
 
1.3.3 Mezcla polimérica compatible 
 
 Las mezclas compatibles exhiben en su morfología una fase fina resultando en 
buenas propiedades físicas. Usualmente las posibilidades de conseguir propiedades 
sinérgicas son altas en una mezcla compatible. 
 
1.4 Mejora de compatibilidad de mezclas poliméricas. 
 
 Métodos y agentes compatibilizantes son requeridos para mejorar la 
compatibilidad de las mezclas, ya que la mayoría de polímeros son mutuamente 
inmiscibles y tienen pobre adhesión interfacial. Los agente compatibilizantes son 
pensados para actuar en la interfase mejorando las interacciones interfaciales entre 
23 
 
especies poliméricas inmiscibles. Esto es reconociendo que la miscibilidad entre 
polímeros es determinada por un balance de contribuciones entálpicas y entrópicas a la 
energía libre de mezclado. Mientras para las moléculas pequeñas la energía es 
suficientemente alta para garantizar miscibilidad, para los polímeros la entropía es casi 
cero, causando que la entalpía sea decisiva en la determinación de miscibilidad. El 
cambio en la energía libre de mezclado (ΔG) es escrita como: 
 
 Donde H es entalpía, S es entropía, y T es temperatura. Para mezclas 
espontáneas, ΔG debe ser negativa, y por tanto: 
 
 Esto implica que las mezclas exotérmicas ( se mezclarán 
espontáneamente, mientras que para mezclas endotérmicas la miscibilidad sólo ocurrirá a 
altas temperaturas. 
 La compatibilidad tecnológica de polímeros inmiscibles entre sí puede ser 
producida por: 
 La adición de un compatibilizante antes o durante el proceso de mezcla / mezcla. 
 Ajuste de los coeficientes de viscosidad para favorecer la rápida formación de la 
morfología de fase deseada durante el mezclado. 
 Formación de un compatibilizante durante el proceso de mezclado de los 
polímeros fundidos. 
 Introducción de entrecruzamientos en una de las fases. 
 
 Las reacciones de compatibilización normalmente son realizadas en un extrusor, 
sin embargo, también han sido usados mezcladores para trabajos discontinuos; cabe 
resaltar la adición de equipos de ultrasonido al extrusor que actúan en el polímero 
fundido. Los aditamentos ultrasónicos son colocados a la salida del extrusor, los cuales 
envían vibraciones en la dirección perpendicular a la dirección del flujo, introduciendo 
ondas ultrasónicas longitudinales en el polímero fundido mejorando el desempeño del 
mezclado. (10) 
 
1.5 Materiales compuestos 
 
Un material compuesto está constituido por una mezcla o combinación de dos o 
más micro o macro-constituyentes que difieren en forma, composición química y que son 
insolubles entre sí, por ejemplo un material con una matriz de polipropileno reforzado con 
fibras de vidrio. La importancia de un material compuesto para la ingeniería radica en que 
dos o más materiales distintos se combinen para formar un material compuesto cuyas 
24 
 
propiedades sean superiores, o en algún modo más importantes que las de sus 
componentes. (11) Éstos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones 
poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a altas temperaturas, resistencia a 
la corrosión, dureza o conductividad. 
Los compuestos se pueden clasificar en tres categorías: con partículas, con fibras 
y laminares, dependiendo de la forma de los materiales. El concreto, que es una mezcla 
de concreto y grava, es un compuesto con partículas; la fibra de vidrio incrustada en un 
polímero, es un compuesto reforzado con fibras; y la madera contrachapada o triplay, que 
tiene capas alternas de chapa de madera, es un compuesto laminar. Se pueden obtener 
diferentes propiedades en el material si las partículas de refuerzo están distribuidas 
uniformemente o no, los compuestos con fibras pueden ser isotrópicos o anisotrópicos; 
los laminares siempre tienen un comportamiento anisotrópico. (12) 
 
 
1.5.1 Matrices poliméricas reforzadas con fibras y filamentos 
 
La mayoría de los compuestos reforzados con fibra consiguen una mejor 
resistencia a la fatiga, mejor rigidez y una mejor relación resistencia-peso, al incorporar 
fibras resistentes y rígidas aunque frágiles, en una matriz más blanda y dúctil. El material 
de la matriz transmite la fuerza a las fibras, las cuales soportan la mayor parte de la fuerza 
aplicada. La resistencia de un compuesto reforzado con fibras depende de la unión entre 
fibras y matriz. (12) 
Actualmente se realizan muchos estudios para la obtención de polímeros 
reforzados con distintas fibras poliméricas, ejemplo de ello son los estudios en matrices 
depoliolefinas reforzadas con fibras de PET virgen y reciclado. (11, 13, 14, 15) 
El efecto del contenido de fibra en las propiedades mecánicas de los compuestos 
de polímeros es de particular interés e importancia ya que se ha observado un aumento 
en la resistencia y el módulo, sin embargo, para materiales compuestos moldeados por 
inyección, los resultados dependen de la interacción fibra-polímero, la interacción fibra-
fibra, y el contacto de la fibra con la superficie del equipo de procesamiento. 
Los plásticos reforzados con fibra ofrecen una combinación de resistencia, 
durabilidad, rigidez, bajo peso, estabilidad térmica y resistencia a la corrosión que ha 
llevado a su adopción en múltiples aplicaciones. Los materiales compuestos a base de 
termoplásticos son cada vez más populares en muchos campos debido a la posibilidad de 
combinar la dureza de polímeros termoplásticos con la rigidez y resistencia de fibras de 
refuerzo. Entre las matrices termoplásticas, HDPP y HDPE son dos de los más utilizados 
para materiales compuestos debido a razones económicas, la facilidad de procesamiento, 
la seguridad ambiental, y por último su capacidad para ser recicladas. (14, 15) 
25 
 
1.5.1.1 Matrices poliméricas reforzadas con fibras de PET 
 
 Entre las matrices termoplásticas, como se ha mencionado anteriormente, el PP es 
uno de los más utilizados para materiales compuestos reforzados por fibras cortas; se han 
realizado diversos trabajos en los cuales se ha utilizado fibras de PET como agente de 
refuerzo. 
 Desde su introducción en 1953, las fibras de PET han encontrado progresivamente 
nuevas e interesantes aplicaciones en plásticos. Debido a su baja densidad, la fibra de 
PET es más ligero que el algodón, lana y seda, y puede imitar sus propiedades. Además, 
su bajo costo, alta resistencia al impacto, alta tenacidad, alta estabilidad térmica, y lo más 
importante, la facilidad para ser reciclada hacen que sea eficaz para su uso en materiales 
compuestos de PP. (17) Por lo tanto, los materiales compuestos de PP/PET proporcionan 
algunas características específicas, tales como el reciclaje, la facilidad de producción y 
bajo costo. Un problema importante de PP / PET materiales compuestos es que no son 
compatibles, provocando reducción en la resistencia compuesta final debido a tener débil 
interacción fibra / matriz. Para resolver este problema, la modificación química de la matriz 
se aplica generalmente con el fin de mejorar la interacción en la interfase fibra-matriz. De 
todos los modificadores utilizados en materiales compuestos de PP/PET, anhídrido 
maleico (MA) es el más común. Metacrilato de glicidilo (GMA) es otro modificador 
interesante debido a su grupo epoxi, que es capaz de reaccionar con otros grupos como 
hidroxilo, carboxilo, amina, y anhídrido. (18) 
Por lo general, el agente compatibilizante se concentra en la interface de la 
mezcla, y desempeña las funciones de reducción de la tensión interfacial fortaleciendo la 
adhesión en la interface; como resultado de ello, mejorar las propiedades mecánicas. (19) 
 
1.6 Polietilen Tereftalato (PET). 
 
 El tereftalato de polietileno, politereftalato de etileno, polietilentereftalato o 
polietileno tereftalato (más conocido por sus siglas en inglés PET, polyethylene 
terephtalate) pertenece al grupo de materiales sintéticos denominados poliésteres y es un 
tipo de plástico muy usado en envases de bebidas y textiles. Químicamente el PET es un 
polímero que se obtiene mediante una reacción de policondensación entre el ácido 
tereftálico y el etilenglicol. 
 El PET es un polímero termoplástico lineal, con un alto grado de cristalinidad; 
como todos los termoplásticos pueden ser procesado mediante extrusión, inyección, 
inyección y soplado. Para evitar el crecimiento excesivo de las esferulitas y lamelas de 
cristales, este material debe ser rápidamente enfriado, con lo que se logra una mayor 
transparencia. La razón de su transparencia al enfriarse rápidamente consiste en que los 
cristales no alcanzan a desarrollarse completamente y su tamaño no interfiere con la 
26 
 
trayectoria de la longitud de onda de la luz visible, de acuerdo con la teoría cuántica. La 
tabla 2 muestra algunas propiedades del PET. 
 
Figura 3 Polietilen tereftalato (PET) 
 
Tabla 2 Propiedades del PET 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.7 Poliocarbonato PC 
 
 El policarbonato, es un grupo de termoplásticos, fácil de trabajar, moldear y 
termoformar, y es utilizado ampliamente en la manufactura moderna. El nombre 
policarbonato se basa en que se trata de polímero que presentan grupos funcionales 
unidos por grupos de carbonato en una larga cadena molecular.(20) 
PROPIEDAD VALOR 
Peso molecular promedio (g/mol) 
30,000-80,000 
Densidad (g/cm
3
) 1.41 
Temperatura de transición vítrea (°C) 69-115 
Temperatura de fundido (°C) 265 
Calor de fusión ΔH (KJ/mol) 24.1 
Módulo de Young (MPa) 1,700 
Resistencia al impacto Izod (J/m) 90 
27 
 
 
Figura 4 Policarbonato (PC) 
 
Tabla 3 Propiedades del PC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.8 Polietileno (PE) 
 
 El polietileno (PE) es uno de los plásticos más comunes debido a su bajo precio y 
simplicidad en su fabricación, lo que genera una producción de aproximadamente 60 
millones de toneladas anuales alrededor del mundo. Es químicamente inerte. Se obtiene 
de la polimerización del etileno, del que deriva su nombre. 
 Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, 
como por ejemplo: polimerización por radicales libres, polimerización aniónica, 
polimerización por coordinación de iones o polimerización catiónica. Cada uno de estos 
mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno. 
 Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Aunque las ramificaciones son 
comunes en los productos comerciales. El PE se clasifica según su peso molecular, 
siendo el de alto peso molecular (HDPE) el más utilizado para la producción de materiales 
compuestos. 
PROPIEDAD VALOR 
Peso molecular promedio (g/mol) 11,000 
Densidad (g/cm
3
) 1.2 
Temperatura de transición vítrea (°C) 150 
Capacidad calorífica KJ/K · mol 0.32 
Módulo de Young Mpa 2,380 
Resistencia al impacto (Izod) J/m 600-850 
28 
 
 
 
Figura 5 Polietileno (PE) 
 
Tabla 4 Propiedades del HDPE. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.9 Polipropileno PP 
 
 El polipropileno (PP) es un polímero termoplástico, parcialmente cristalino, que se 
obtiene de la polimerización del propileno. Pertenece al grupo de las poliolefinas y es 
utilizado en una amplia variedad de aplicaciones que incluyen empaques para alimentos, 
tejidos, equipo de laboratorio, componentes automotrices y películas transparentes. Tiene 
gran resistencia contra diversos solventes químicos, así como contra álcalis y ácidos. 
Existen en el mercado PP clasificado según su peso molecular, en la Tabla 5 se muestran 
los valores para el polipropileno isotáctico, el cual es el de alto peso molecular (HDPP). 
PROPIEDAD VALOR 
Peso molecular promedio (g/mol) 
1,000-8,000,000 
Densidad (g/cm
3
) 0.996 
Temperatura de transición vítrea (°C) -120 
Temperatura de fundido (°C) 145 
Calor de fusión ΔH (KJ/mol) 4.14 
Módulo de Young (MPa) 60-290 
Resistencia al impacto Izod (J/m) 30-200 
29 
 
 
 
Figura 6 Polipropileno PP 
 
Tabla 5 Propiedades del PP* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*Datos correspondientes al polipropileno isotáctico. 
 
1.10 Caracterización de polímeros. 
 
1.10.1 Pruebas mecánicas 
 
1.10.1.1 Ensayo de tensión (ASTM D638) 
 
El ensayo de tensión mide la resistencia de un material a una deformación 
gradualmente aplicada. Un dispositivo de ensayo aparece en la Figura 7; la probeta se 
coloca en la máquina de pruebas y se le aplica una deformación constante y se mide la 
fuerza F, que se conoce como carga. Para un material dado, los resultados de un solo 
PROPIEDAD VALOR 
Peso molecular promedio(g/mol) 
<100,000-
>600,000 
Densidad (g/cm
3
) 0.93 
Temperatura de transición vítrea (°C) 2 
Temperatura de fundido (°C) 119 
Calor de fusión ΔH (KJ/mol) 4.4-8.2 
Módulo de Young (MPa) 483 
Resistencia al impacto Izod (J/m) 27 
30 
 
ensayo son aplicables a todo tamaño y formas de muestras, si se convierte la fuerza en 
esfuerzo y la distancia entre marcas calibradas en deformación. El esfuerzo y la 
deformación ingenieriles se definen mediante las ecuaciones siguientes: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
( ( 
 
 
 
 
 
 
 
Donde A0 es el área original de la sección transversal de la probeta antes de 
iniciarse el ensayo, l0 es la distancia original entre marcas calibradas y l es la distancia 
entre las mismas, después de haberse aplicado la deformación. La fuerza medida es F. 
La curva esfuerzo–deformación se utiliza para registrar los resultados del ensayo de 
tensión. 
 
 
Figura 7 Dispositivo para ensayo de tensión. Mediante un cabezal móvil, en la prueba de tensión se aplica una 
fuerza unidireccional a una probeta. 
31 
 
 
En la Figura 7 se puede observar el dispositivo utilizado durante el ensayo de tensión, la 
probeta mostrada en la figura se encuentra en las condiciones iniciales, justo antes de 
que el equipo ejerza fuerza; la manera en que se ejerce fuerza en la probeta es 
desplazando la mordaza inferior hacia abajo y manteniendo la mordaza superior fija 
durante el ensayo. 
A partir de un ensayo de tensión se puede obtener información relacionada con la 
resistencia, rigidez y ductilidad de un material. 
 
Figura 8 Diagrama Esfuerzo-Deformación típico de un termoplástico 
En la Figura 8 se puede observar el diagrama típico Esfuerzo-Deformación para un 
polímero termoplásticos, y el la Figura 9 puede observarse el comportamiento de los 
diferentes tipos de polímeros. 
 
Figura 9 Diagrama Esfuerzo-Deformación de un polímero frágil, un polímero tenaz y un elastómero. 
 
 
 
32 
 
1.10.1.2 Resistencia al impacto Izod (ASTM D256) 
 
El ensayo de impacto Izod (ASTM D256) da una medida de la energía necesaria para 
romper una muestra con una ranura en condiciones normalizadas. La probeta tiene forma 
de barra cuadrada, en la cual se mecaniza una entalla en forma de V, de acuerdo con la 
norma anterior. La carga es aplicada en forma de péndulo que se deja caer desde una 
posición fija preestablecida. La probeta se coloca en la base de forma vertical, al dejar 
caer el péndulo, el borde de una cuchilla montada en el péndulo golpea y fractura a la 
probeta a lo largo de la entalla, la cual actúa como un punto de concentración de 
tensiones para esta alta velocidad de impacto, llegando el péndulo a una altura menor a la 
preestablecida. La pérdida de energía, se calcula a partir de la altura y del peso del 
péndulo.(3) 
La determinación de la resistencia al impacto se determina de acuerdo a la siguiente 
ecuación: 
 
 [ (
 
 ) (
 
 )]
 
 
 
Dónde: 
 ( ⁄ ) 
 ( 
 ( 
 ( 
 ⁄
 
 ( 
 ( 
 
33 
 
 
Figura 10 Dispositivo para prueba de impacto Izod. 
 
1.10.2 Análisis térmico 
 
1.10.2.1 Termogravimetría (TGA) 
 
En el TGA se realiza una pesada continua de una pequeña muestra 
(aproximadamente 10 mg) en una atmósfera controlada (por ejemplo, aire o nitrógeno) 
mientras la temperatura se aumenta a una tasa lineal programada. El termograma 
obtenido muestra las pérdidas de peso debidas a la desorción de los gases (por ejemplo, 
humedad) o descomposición de la muestra. 
 
1.10.2.2 Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) 
 
La DSC mide la potencia (energía calorífica por unidad de tiempo) diferencial entre 
una pequeña muestra pesada de polímero (generalmente 10 mg) en un recipiente de 
aluminio sellado referenciando a un recipiente vacío, con el fin de mantener un diferencial 
de temperatura cero entre ellos durante el calentamiento y enfriamiento programado. La 
técnica se utiliza con mayor frecuencia para la caracterización de la Tg, Tf, Tc, y el calor de 
fusión de los polímeros. La técnica también se puede utilizar para estudiar la cinética de 
las reacciones químicas, por ejemplo, la oxidación y la descomposición. La conversión de 
un calor de fusión medido se puede convertir a un porcentaje de cristalinidad 
proporcionado, por supuesto, el calor de fusión para el polímero cien por ciento cristalino 
34 
 
es conocido. El rango de temperatura a utilizar depende de las propiedades térmicas de la 
muestra. 
 
1.10.3 Espectroscopía de infrarrojo. 
 
 La espectroscopía de infrarrojo es un tipo de espectroscopía de absorción que 
utiliza la región infrarroja del espectro electromagnético, puede ser utilizada para 
identificar un compuesto o investigar la composición de una muestra. 
 La espectroscopía infrarroja se basa en el hecho de que los enlaces químicos de 
las sustancias tienen frecuencias de vibración específicas, que corresponden a los niveles 
de energía de la molécula. Estas frecuencias dependen de la forma de la superficie de 
energía potencial de la molécula, la geometría molecular, las masas atómicas y, 
posiblemente, el acoplamiento vibracional. Si la molécula recibe luz con la misma energía 
de esa vibración, entonces la luz será absorbida si se dan ciertas condiciones. Para que 
una vibración aparezca en el espectro infrarrojo, la molécula debe someterse a un cambio 
en su momento dipolar durante la vibración. 
 En particular, una aproximación de Born-Oppenheimer y aproximaciones 
armónicas; es decir, cuando el hamiltoniano molecular correspondiente al estado 
electrónico estándar puede ser aproximado por un oscilador armónico cuántico en las 
cercanías de la geometría molecular de equilibrio, las frecuencias vibracionales de 
resonancia son determinadas por los modos normales correspondientes a la superficie de 
energía potencial del estado electrónico estándar. No obstante, las frecuencias de 
resonancia pueden estar, en una primera aproximación, en relación con la longitud del 
enlace y las masas de los átomos en cada extremo del mismo. Los enlaces pueden vibrar 
de seis maneras: estiramiento simétrico, estiramiento asimétrico, flexión simétrica en el 
plano, flexión asimétrica en el plano, flexión simétrica fuera del plano y flexión asimétrica 
fuera del plano. 
 Con el fin de hacer medidas en una muestra, se transmite un rayo monocromo de 
luz infrarroja a través de la muestra, y se registra la cantidad de energía absorbida. 
Repitiendo esta operación en un rango de longitudes de onda de interés (por lo general, 
4000-400 cm-1) se puede construir un gráfico. Al examinar el gráfico de una sustancia, un 
usuario experimentado puede obtener información sobre la misma.(2, 3, 21) 
 En equipos modernos con detector de diamante no es necesario dar un pre-
tratamiento o acondicionamiento a la muestra, basta con colocarla en el equipo y permitir 
el contacto entre la punta de diamante y la muestra a analizar. 
 
 
35 
 
1.10.4 Reología. 
 
La reología es por definición, la ciencia de la deformación y el flujo de la materia. El 
comportamiento reológico de los polímeros implica varios fenómenos muy diversos que 
pueden relacionarse en algún grado con diferentes mecanismos moleculares. Estos 
fenómenos y sus principales mecanismos asociados son los siguientes: 
 Flujo viscoso, es la deformación en masa irreversible del material polimérico 
asociada al deslizamiento irreversible, unas sobre otras, de las cadenas 
moleculares. 
 Elasticidad de los cauchos y afines, en la que se conserva la libertad de 
movimiento local asociada a losmovimientos de cadena a pequeña escala, pero 
están impedidos los movimientos a gran escala (flujo) por la restricción de una 
escala reticular difusa. 
 Viscoelasticidad, en la que la deformación de la muestra de polímero es reversible 
pero depende del tiempo y está asociada (como la elasticidad en el caucho) con la 
distorsión de las cadenas de polímero a partir de sus conformaciones de equilibrio, 
por un movimiento activado de los segmentos que implican rotación alrededor de 
los enlaces químicos. 
 Elasticidad de Hooke, en la que el movimiento de los segmentos de la cadena está 
drásticamente restringido y probablemente sólo implica alargamiento de los 
enlaces y deformación de los ángulos de enlace: el material se comporta como un 
cristal.(22)) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3
6
 
 
2.
 
D
ES
AR
R
O
LL
O
 E
XP
ER
IM
EN
TA
L 
 
E
s
q
u
e
m
a
 1
 P
ro
c
e
d
im
ie
n
to
 e
x
p
e
ri
m
e
n
ta
l 
I Investigación I Materias primas 
de origen bibliográfica I 
comercial 
¡ 
S S .. J ............ t$J ............ ® PET PC HDPE HDP l -Anhídrido Maleico Compatibilizantes comerciales Caracterización - Peróxido de benzoilo LOTADER AX8900 - IR 
LOTADER AX8810 - DSC 
OREVAC CA-1oo - TGA 
Obtención Obtención de Caracterización 
de filamento filamento de (IR, DSC y TGA) 
y comparación de PET por PC por 
con la poliolefina extrusion extrusión 
sin injertar, así 
como con sus 
I homólogos de Obtención de Obtención de origen industrial 
HDPE injertado HDPP injertado -GPE : 
con anhídrido con anhídrido HDPE,FUSABON 
1 1 J maleico (GPE) maleico (GPP) 
D N493 
-GPP : HDPP, ............ _- . ........ ... .. __ ... _-- - .................. . .... __ ........ . _. _--------- ----......................... .................... __ .. _-_ . -----_._------------- ------ ..................... _-----------
OREVAC CA-1oo 
Obten- Obten- Obten- Obten-
ción de ción de ción de ción de 
1 mezcla mezcla mezcla mezcla 1PE 1PP Y 6PE 5PP 
2PP Obtención de mezclas Obtención de mezclas 7PP, 
HDPE+ HDPE+ HDPP+ 8PE, 9PE, 10PE, 11PE, 8PP, 9PP, 10PP, 11PP, Caracterización 
FIL PET HDPP+ FIL_PC FIL PC 12PE, 13PE: 12PP, 13PP, 14PP: - -
Obtención Obtención Obtención Obtención -DSC FIL PET -
de de de de mezcla FIL_PET + HDPE + FIL_LPET + HDPP + -TGA 
mezclas mezclas mezclas 6PP. LOTADER AX8900 LOTADER AX8900 -Prueba de 
2PE, 3PE, 7PE. 3PP, 4PP. tensión 
4PE y FIL_PET + HDPE + FIL_LPET + HDPP + -Prueba de 
5PE. filamento FUSABOND N493 LOTADER N493 resistencia al 
HDPE+ HDPP+FI de PC + impacto IZOD 
HDPE+ FIL_PC + L_PET + HDPP + FIL_PET + HDPE + FIL_LPET + HDPP + 
FIL_PET+ GPE GPP GPP LOTADER AX8840 LOTADER CA-1oo 
GPE 
FIL_LPET + HDPP + 
LOTADER AX8840 
Materias primas I Investigación I 
de origen bibliográfica I 
comercial 
~ 
$ .............. ® ~ ~ HDPE HDP 
I 
Obtención Obtención de 
de filamento filamento de 
de PET por PC por 
extrusion exírusión 
1 
..... - .. ........... . ........ ! J ........ . _- . __ ... - . .................. ............. . 
Obten- Obten- Obten- Obten-
ción de ción de ción de ción de 
mezcla mezcla mezcla mezcla 
1PE 1PP Y 6PE 5PP 
2PP 
HDPE+ HDPE+ HDPP+ 
FIL_PET HDPP+ FIL_PC FIL_PC 
FIL_PET Obtención Obtención Obtención 
de de de 
mezclas mezclas mezclas 
2PE, 3PE, 7PE. 3PP, 4PP. 
4PE Y 
5PE. 
HDPE+ HDPP+FI 
HDPE+ FIL_PC + L_PET + 
FIL_PET+ GPE GPP 
GPE 
··l 
l - Anhídrido Maleico Compatibilizantes comerciales - Peróxido de benzoilo LOTADER AX8900 
LOTADER AX8810 
OREVAC CA-1oo 
I 
Obtención de Obtención de I 
HDPE injertado HDPP injertado 
con anhídrido con anhídrido 
I maleico (GPE) maleico (GPP) ...... _----------- ---- ................................. . 
1 
Obtención de mezclas Obtención de mezclas 7PP, 
8PE, 9PE, 10PE, 11PE, 8PP, 9PP, 10PP, 11PP, 
12PE, 13PE: 
Obtención 
12PP, 13PP, 14PP: 
de mezcla FIL_PET + HDPE + FIL_LPET + HDPP + 
6PP. LOTADER AX8900 LOTADER AX8900 
FIL_PET + HDPE + FIL_LPET + HDPP + 
filamento FUSABOND N493 LOTADER N493 
de PC + 
HDPP + FIL_PET + HDPE + FIL_LPET + HDPP + 
GPP LOTADER AX8840 LOTADER CA-100 
FIL_LPET + HDPP + 
LOTADER AX8840 
Caracterización 
- IR 
- DSC 
- TGA 
Caracterización 
(IR, DSC y TGA) 
Y comparación 
con la pol iolefina 
sin injertar, así 
como con sus 
homólogos de 
origen industrial 
-GPE : 
HDPE,FUSABON 
D N493 
- GPP : HDPP, 
OREVAC CA-100 
Caracterización 
-DSC 
-TGA 
-Prueba de 
tensión 
-Prueba de 
resistencia al 
impacto IZOD 
37 
 
2.1 Procedimiento experimental 
 
 
En el presente capítulo se describen las características de las materias primas, equipo 
de procesamiento y la metodología planteada para lograr el objetivo del presente trabajo. 
 
1. Investigación bibliográfica 
 
2. Caracterización de materias primas por medio de IR, DSC y TGA. 
 
3. Procesamiento de PET y PC para obtener filamento de cada uno de éstos 
polímeros. 
 
4. Obtención de injerto de anhídrido maleico sobre HDPE (GPE). 
 
5. Obtención de injerto de anhídrido maleico sobre HDPP (GPP). 
 
6. Caracterización del injerto GPE y GPP, así como su comparación con sus 
homólogos comerciales. 
 
7. Procesamiento de mezcla de HDPE y filamentos de PET (1PE). 
 
8. Procesamiento de mezcla de HDPE y filamentos de PC (6PE) 
 
9. Procesamiento de mezclas de HDPP y filamentos de PET (1PP y 2PP) 
 
10. Procesamiento de mezcla de HDPP y filamentos de PC (5PP) 
 
11. Procesamiento de mezclas de HDPE, filamento de PET y GPE (2PE, 3PE, 4PE y 
5PE) 
 
12. Procesamiento de mezclas de HDPE, filamento de PC y GPE (7PE). 
 
13. Procesamiento de mezclad de HDPP, filamento de PET y GPP (3PP y 4PP). 
 
14. Procesamiento de mezcla de HDPP, filamento de PC y GPP (6PP) 
 
15. Caracterización de las diversas mezclas obtenidas, realización de prueba de 
tensión, prueba de impacto izod, DSC y TGA. 
 
38 
 
 
2.2 Materias primas y reactivos químicos 
 
 Polietileno de alta densidad (HDPE), presentación en gránulos 
 Polipropileno de alta densidad (HDPE), presentación en gránulos 
 Politereftalato de etileno (PET), presentación en gránulos. 
 Policarbonato (PC), presentación en hojuelas. 
 Anhídrido Maleico (MAH), grado analítico de 95 % de pureza, proveniente de la 
compañía “Aldrich”, densidad de 98.06 g/mol, temperatura de fusión de 60ºC y 
temperatura de ebullición de 200 °C. 
 Peróxido de benzoilo (BPO) de la compañía Promotores y Catalizadores 
Orgánicos de México, con peso molecular 242.23 g/mol y punto de fusión 104-
106°C. 
 LOTADER® AX 8840, copolímero etileno – glicidilmetacrilato, de la compañía 
ARKEMA. 
 OREVAC® CA100, es un polipropileno funcionalizado químicamente con un alto 
contenido de anhídrido maleico. 
 LOTADER® AX8900, ter polímero de etileno - éster acrílico - metacrilato de 
glicidilo. 
 FUSABOND® N493, copolímero de etileno modificado con anhídrido. 
 
2.3 Equipo 
 
 Extrusor TW-100 Haake Rheocord 90 con doble husillo cónico rotatorio, con 
longitud de husillo de 331 mm, diámetro inicial de 31.1 mm y diámetro final de 19.7 
mm, barril de diámetro inicial 31.7 mm, diámetro final de 20 mm y diámetro exterior 
de 34.9 mm. 
 Dosificador de gránulos marca Maguire, modelo MLG-4-34. 
 Máquina de moldeo por inyección de la marca MANNESMAN DEMAG, moldeo 
ERGOtech 50-200 compact. 
 Máquina de pruebas universales INSTRON, modelo 1125. 
 Calorímetro diferencial de barrido de la marca Dupont Instrumen, modelo 910 
(Diffrential Scating Calorimeter). 
 Equipo de análisis termogravimétrico, dupont Instrument, modelo 915 
(termogravimetric Analyser). 
 
 
 
39 
 
2.4 Procedimiento experimental 
 
2.4.1 Caracterización de materias primas. 
 
Las materias primas utilizadas fueron sometidas a espectroscopía infrarroja (IR), 
calorimetría diferencial de barrido y análisis termogravimétrico para proceder con su 
caracterización. 
Para espectroscopía infrarroja se tomó una muestra de tamaño pequeño y se puso en 
contacto con la punta diamante de equipo de espectroscopía infraroja. 
 
 
2.4.2 Fabricacióndel filamento de PET 
 
 Se montó a la punta del extrusor un aditamento cuya característica principal es el 
tamaño del orificio de salida, la cual es de 3mm de diámetro. El extrusor utilizado para el 
presente proyecto consta de cuatro áreas de calentamiento, por lo cual es necesario fijar 
todas las temperaturas para la operación del equipo. La condiciones de operación son las 
siguientes: 
• Temperatura 1,2,3, y 4: 270 °C 
• 50 RPM 
 Con las anteriores condiciones se obtuvo un filamento de 1mm de diámetro, el cual 
se cortó a una longitud de 15 mm. Cabe mencionar que aunque el orificio de salida del 
extrusor es de 3 mm, por medio de un sistema de arraste del filamento en la salida fue 
posible disminuir el diámetro hasta 1 mm. 
 
2.4.3 Fabricación del filamento de policarbonato 
 
Para la producción del filamento de policarbonato no se colocó algún aditamento 
especial al extrusor, sin embargo, se utilizó una velocidad de procesamiento de 50 RPM y 
una velocidad de dosificación de 20 RPM, con lo cual, y por las propiedades del 
policarbonato fue posible obtener un filamento de 1mm de diámetro. 
Las temperaturas de procesamiento de las cuatro áreas de calentamiento del 
extrusor fueron las siguientes: 
40 
 
• T1=240 °C 
• T2=250 °C 
• T3=255 °C 
• T4=260 °C 
 
 
 
 
2.4.4 Fabricación del polipropileno injertado con anhídrido maleico 
 
Con la finalidad de mejorar la compatibilidad entre el filamento de PET y la matriz 
polimérica, se funcionalizó el polipropileno injertando anhídrido maleico (MAH); para llevar 
a cabo dicha reacción se empleó un extrusor doble husillo y como iniciador de la reacción 
se utilizó peróxido de benzoilo. 
Se mezclaron 1.5 g de MAH y 0.1 g de BPO por cada 100g de PP agregando una 
mínima cantidad de acetona anhidra, posteriormente se dejó evaporar la acetona para 
que el MAH y el BPO quedara adherido a los gránulos del polímero. 
Las temperaturas de procesamiento para la extrusión reactiva fueron las 
siguientes: 
• T1=160 °C 
• T2=190 °C 
• T3=200 °C 
• T4=210 °C 
La velocidad de procesamiento en el extrusor fue de 50 RPM y la alimentación del 
material fue realizada por un dosificador a una velocidad de 30 RPM. El polímero fundido 
obtenido se hace pasar por un baño de agua a una temperatura de aproximadamente 23 
°C para solidificarlo y después cortarlo en gránulos. 
 
2.4.5 Preparación del polietileno injertado con anhídrido maleico GPE 
 
41 
 
Con la finalidad de mejorar la compatibilidad entre el filamento de PET y la matriz 
polimérica, se funcionalizó el polietileno injertando anhídrido maleico (MAH); para llevar a 
cabo dicha reacción se empleó un extrusor doble husillo y como iniciador de la reacción 
se utilizó peróxido de benzoilo. 
Se mezclaron 1.0 g de MAH y 0.2 g de BPO por cada 100g de HDPE agregando 
una mínima cantidad de acetona anhidra, posteriormente se dejó evaporar la acetona 
para que el MAH y el BPO quedara adherido a los gránulos del polímero. 
Las temperaturas de procesamiento para la extrusión reactiva fueron las 
siguientes: 
• T1=240 °C 
• T2=250 °C 
• T3=250 °C 
• T4=260 °C 
La velocidad de procesamiento en el extrusor fue de 50 RPM y la alimentación del 
material fue realizada por un dosificador a una velocidad de 30 RPM. El polímero fundido 
obtenido se hace pasar por un baño de agua a una temperatura de aproximadamente 23 
°C para solidificarlo y después cortarlo en gránulos. 
 
2.4.6 Procesamiento de las mezclas con polietileno de alta densidad 
HDPE 
 
2.4.6.1 Mezcla de polietileno y filamento de PET amorfo (1PE) 
 
Se procesó una mezcla a base de polietileno y filamento de PET denominada 
“1PE”, en la cual la concentración del filamento fue de 10 phr, es decir, de 10 g de 
filamento de PET por cada 100 de polietileno. Cabe mencionar que el filamento era de 
PET con estructura amorfa, es decir era transparente. 
Las temperaturas fijadas para las cuatro áreas del extrusor fueron las siguientes: 
• T1=175 °C 
• T2=180 °C 
• T3=185 °C 
• T4=185 °C 
El extrusor se operó a 50 RPM y la dosificación a 30 RPM. 
42 
 
 
2.4.6.2 Mezcla de polietileno, polietileno injertado y filamento de 
PET amorfo (2PE, 3PE y 4PE) 
 
 Se procesó una mezcla de polietileno, polietileno injertado con MAH y filamento de 
PET amorfo, denominada “2PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
• Polímero injertado: 2 phr, es decir, 2 g por cada 100 g de polietileno virgen 
• Filamento de PET: 10 phr, es decir, 10 g por cada 100 g de polietileno virgen. 
 Se procesó también una mezcla de polietileno, polietileno injertado con MAH y 
filamento de PET amorfo, denominada “3PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
• Polímero injertado: 2 phr, es decir, 2 g por cada 100 g de polietileno virgen 
• Filamento de PET: 30 phr, es decir, 30 g por cada 100 g de polietileno virgen. Se 
procesó una mezcla de polietileno, polietileno injertado con MAH y filamento de PET 
amorfo, denominada “4PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
• Polímero injertado: 2 phr, es decir, 2 g por cada 100 g de polietileno virgen 
• Filamento de PET: 40 phr, es decir, 40 g por cada 100 g de polietileno virgen 
 
Las temperaturas fijadas para las cuatro áreas del extrusor fueron las mismas para 
las tres mezclas: 
• T1=175 °C 
• T2=180 °C 
• T3=185 °C 
• T4=185 °C 
 
El extrusor se operó a 50 RPM y la dosificación a 30 RPM 
 
2.4.6.3 Mezcla de polietileno, polietileno injertado y filamento de 
PET cristalino (5PE) 
 
 Se procesó una mezcla de polietileno, polietileno injertado con MAH y filamento de 
PET cristalino, denominada “5PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
43 
 
 Polímero injertado: 2 phr, es decir, 2 g por cada 100 g de polietileno virgen 
 Filamento de PET: 10 phr, es decir, 10 g por cada 100 g de polietileno 
virgen 
 Las temperaturas a las que se llevó a cabo la extrusión fueron: 
 T1=175 °C 
 T2=180 °C 
 T3=185 °C 
 T4=185 °C 
 
 El extrusor se operó a 50 RPM y la dosificación a 30 RPM 
 
2.4.6.4 Mezcla de polietileno y filamento de policarbonato (6PE) 
 
 Se procesó una mezcla de polietileno, y filamento de Policarbonato, denominada 
“6PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
 Filamento de PC: 10 phr, es decir, 10 g de filamento por cada 100 g de 
polietileno virgen 
 Las temperaturas a las que se llevó a cabo la extrusión fueron: 
 T1=175 °C 
 T2=180 °C 
 T3=185 °C 
 T4=185 °C 
 El extrusor se operó a 50 RPM y la dosificación a 20 RPM 
 
2.4.6.5 Mezcla de polietileno, polietileno injertado y filamento de 
policarbonato (7PE) 
 
 Se procesó una mezcla de polietileno, polietileno injertado con MAH y filamento de 
PC, denominada “7PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
44 
 
 Polímero injertado: 2 phr, es decir, 2 g por cada 100 g de polietileno virgen 
 Filamento de PC: 10 phr, es decir, 10 g por cada 100 g de polietileno virgen
 
 Las temperaturas a las que se llevó a cabo la extrusión fueron: 
 T1=175 °C 
 T2=180 °C 
 T3=185 °C 
 T4=185 °C 
 
 El extrusor se operó a 50 RPM y la dosificación a 30 RPM 
 
2.4.6.6 Mezcla de polietileno, compatibilizante LOTADER AX8900 y 
filamento de PET (8PE y 9PE) 
 
 Se procesó una mezcla de polietileno, LOTADER AX8900 y filamento de PET 
amorfo, denominada “8PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
 LOTADER AX8900: 2 phr, es decir, 2 g por cada 100 g de polietileno virgen 
 Filamento de PET: 10 phr, es decir, 10 g por cada 100 g de polietileno 
virgen. 
 Se procesó también una mezcla de polietileno y filamento de PET recubierto con 
Lotader AX8900, denominada “9PE”, para la cual la composición fue la siguiente: 
 Filamento de PET recubierto con LOTADER AX8900: 10 phr, es decir, 10 g 
por cada 100 g de polietileno virgen 
 Las temperaturas a las que se llevó a cabo la extrusión de ambas mezclas fueron: 
 T1=175 °C 
 T2=180 °C 
 T3=185 °C 
 T4=185 °C 
 El extrusor se operó