Estudio de llenado o llenado progresivo

Cuando estamos ante la puesta en marcha de un molde por primera vez o queremos analizar el llenado de un molde podemos utilizar esta herramienta del estudio de llenado o llenado progresivo. Es una herramienta más del Scientific Injection Molding.

¿Por qué aplicar esta metodología en la inyección de plástico?

1. Por seguridad del molde y de las personas.
2. Para evitar posibles excesos de material, presión, compactación, etc., durante la puesta en marcha.
3. Para determinar correctamente el punto de conmutación adecuado.
4. Para caracterizar el punto de conmutación (presión, cota, tiempo) y poder posteriormente elegir el sistema de conmutación más adecuado, conmutación por tiempo, por presión de inyección o por cota.
5. Para evaluar precisión y repetibilidad de la inyectora en la etapa de llenado volumétrico o llenado del molde.
6. Para evaluar el llenado equilibrado de las diferentes cavidades del molde.
7. Para evaluar si se está produciendo el efecto espiral.
8. Para evaluar las causas de determinados defectos en la pieza inyectada, lugar de generación del defecto, causas, etc.. Defectos tales como rechupes, rebabas, uniones, burbujas, brillos, etc.
9. Para evaluar diferencias entre lotes desde el punto de vista de viscosidad y reología.
10. Para evaluar las pérdidas de presión en el recorrido del flujo (Explicado más adelante en este capítulo 7).
11. Para evaluar la hermeticidad de la válvula de la punta del husillo.
12. Última pero no menos importante, para determinar exactamente los puntos donde el frente de flujo se acelera o se frena para definir los puntos de cambio del perfil de velocidad si es procedente programar un perfil.

Antes de proceder a realizar un llenado progresivo, debemos observar y preguntarnos si en el molde que vamos a llenar, existen problemas de desmoldeo al realizar piezas muy cortas. En el estudio de llenado, al principio, se trata de llenar una pequeña parte de la cavidad, esto en algunos moldes puede ser complicado y se pueden incluso crear daños en el molde o en otros casos ser necesario dedicar horas a extraer las piezas cortas inyectadas. En el caso de que no sea posible desmoldear o sea complejo extraer piezas cortas debemos desestimar realizar el estudio de llenado o si es posible empezar llenando las piezas lo suficiente para asegurar su correcta extracción del molde.

Configuración de la inyectora

Configuración de la máquina de inyección para realizar el estudio de llenado:

• Temperaturas de masa según recomendaciones.
• Temperatura de molde según recomendaciones.
• Presión de inyección limite configurada alta de modo que no exista posibilidad de limitar el proceso.
• Postpresión, valores de postpresión a cero. Otra opción es programar un valor de presión de 5-10 bares para evitar efecto rebote del husillo junto con un corto tiempo de postpresión.
• Tiempo de postpresión a cero. Otra opción es programar un corto tiempo de postpresión con la presión de compactación en 5-10 bares para evitar el efecto rebote.
• Sistema de conmutación seleccionado, conmutación por carrera del husillo.
• Cota de conmutación por carrera cercana a la cota de dosificación.

Con esta configuración podemos empezar a inyectar en modo semi-automático.

Procedimiento

En cada inyectada iremos modificando el punto de conmutación a intervalos regulares de reducción de modo que iremos observando el llenado de colada, cavidades, de modo progresivo.

En cada ciclo o inyectada nos interesa registrar:

• Presión de inyección de llenado, o pico de presión en el punto de conmutación.
• Tiempo de llenado o tiempo de inyección.
• Cota de conmutación.

Estos valores irán cambiando a medida que realicemos el llenado de las cavidades.

Estudio de llenado

Yo recomiendo con un rotulador indeleble, reservar muestras de cada inyectada realizada y marcar la inyectada con los valores de: cota de conmutación, presión de llenado y tiempo de inyección. Estas muestras colocadas sobre una mesa con estos valores marcados nos muestran el llenado exacto del molde y podemos fácilmente ver los puntos de cambio de perfiles de velocidad, allí donde el frente de flujo se acelera o se ralentiza (incluso a veces donde se llega a parar¡!).

Esos puntos de cambio programados, basándonos en las piezas marcadas inyectadas durante el ensayo del llenado progresivo, son los puntos reales de cambio, son exactamente donde están pasando las cosas. Por ejemplo, si durante el llenado progresivo, el frente de flujo rodea un punzón y se crea una unión, podemos saber exactamente en qué cotas del recorrido de inyección estamos pasando por esta zona de unión de material. Por tanto, si nos interesa podemos modificar, específicamente, el perfil de velocidad justo en la zona de paso por la zona del defecto y modificar la velocidad en solo esta zona.

Cuando empecemos a inyectar en el estudio de llenado progresivo tenemos que comprobar lo siguiente:

1. La presión programada en la fase de compactación (cero o cercana a cero) y el tiempo de compactación programado (cero o cercano a cero) no debe hacer que el husillo avance después de alcanzar el punto de conmutación.
2. ¿Está entrando material en la cavidad durante la fase de dosificación? En ocasiones (sobre todo con materiales fluidos) durante la fase de dosificación y por el efecto de la contrapresión a la carga, puede entrar material en las cavidades. Este material que entra durante la dosificación modificará el volumen entrado en la cavidad durante la fase de llenado y perjudica en la evaluación del llenado de las cavidades. Este efecto lo podemos evitar programando unos segundos de retardo entre la fase de compactación y la fase de dosificación, normalmente denominado “tiempo retardo dosificación”.
3. Debemos disponer siempre de un cojín delantero, durante todo el estudio de llenado.

Se deben realizar inyectadas paulatinas modificando el punto cota de conmutación de modo que cada inyectada aumenta el volumen de material que introducimos en el molde.

Las presiones irán evolucionando aproximadamente de esta manera:

En esta fase de llenado progresivo, al obtener inyectadas parciales podremos observar dónde el flujo de material se acelera o se frena o incluso los paros del mismo. Esto nos permitirá poder configurar un perfil de velocidades de inyección adaptado a la realidad de avance del flujo.

Punto de conmutación

Durante el estudio del llenado progresivo, en la fase final del llenado, podemos determinar el punto óptimo de conmutación. Cuando tenemos lleno el molde en un 95-98% del volumen, podemos decidir en qué cota exacta de cambio a postpresión vamos a trabajar. En este punto conoceremos los valores que estamos controlando durante todo el ensayo: Presión de inyección, tiempo de llenado, cota de cambio.

Con estos valores podemos escoger con qué sistema de cambio vamos a inyectar, podemos escoger en conmutar por presión, tiempo o carrera en función de nuestra selección.

Una vez decidido el punto de conmutación seleccionado, podemos proceder a checkear la precisión de la inyectora en el punto de cambio. Para ello realizaremos varias inyectadas y pesaremos la inyectada completa (con canales de distribución incluidos), debemos tener el mismo peso en las diferentes inyectadas realizadas, esto nos indicará que la punta del husillo es hermética y que la máquina es precisa.

En este punto, teóricamente, si pasamos de conmutar por carrera a conmutar por presión o a conmutar por tiempo con los valores registrados para estos parámetros, deberíamos obtener el mismo peso en la inyectada indiferentemente del sistema de conmutación seleccionado.

Una última recomendación es que una vez seleccionado el punto de conmutación y el sistema de conmutación, registremos el peso de las cavidades y lo tengamos controlado como un output importante del proceso.

Fase de compactación

Aplicando postpresión de modo progresivo y pesando las piezas, sin colada, podremos determinar el tiempo de compactación óptimo. Esta fase del estudio de llama estudio del sellado de la entrada.

Índice de fluidez, su importancia real en la viscosidad de un pliímero

La viscosidad de un polímero tiene mucho que ver con el peso molecular del mismo y el peso molecular tiene una relación directa con su propiedades, por tanto la medición de la viscosidad se convierte en importante para determinar las propiedades de un plástico.

Esta relación de peso molecular y viscosidad es relativa, se pueden dar casos en que, añadiendo cargas o lubricantes internos, entre otros, en la formulación del plástico se puede modificar la fluidez o viscosidad de un polímero sin alterar su peso molecular.
El ensayo utilizado para medir la fluidez se realiza en un “plastómetro", aunque se está utilizando para determinar en algunos casos la procesabilidad de un material, inicialmente fue concebido para poder controlar el peso molecular debido a la relación entre peso molecular y propiedades. Por eso el 'shear stress' y el 'shear rate' en este ensayo es bajo porque la idea era controlar peso molecular pero no procesabilidad.
Peso molecular= gramos /mol MFR = gramos /10 minutos
La viscosidad de un plástico se mide por la fluidez del mismo a traves del indicador MFI, MFR, MVR, MVI.

Índices de fluidez, ensayo

En estos aparatos se introducen unos gramos de granza y se calientan a una temperatura normalizada en función del tipo de plástico. Después se le aplica una presión a través de unas pesas (también normalizada en función del material) y se observa y mide la cantidad de material fundido que la fuerza que ejerce la pesa aplicada hace fluir por un agujero calibrado de salida del material fundido.
Este valor obtenido es el índice de fluidez del plástico introducido en el aparato del ensayo.
Como resultado se obtiene cierta cantidad de material que fluye por el agujero de salida del plastómetro en una unidad de tiempo. Los valores de fluidez se expresan en centímetros cúbicos en 10 minutos, c3/ 10 minutos o en gramos en 10 minutos, g/10m.
El valor que obtenemos de fluidez y de viscosidad, es un punto de la curva que caracteriza la viscosidad del material ensayado en función del 'shear rate'. Es por tanto una foto fija del material en unas condiciones que ademas no son las del proceso de inyección.

Comparación de materiales

Debemos prestar especial atención a la comparación de la fluidez de dos o más materiales.
El ensayo del MFI es un ensayo que podemos denominar “estático" quiere decir que al polímero le aplicamos una 'shear stress' (peso) constante como input y el 'shear rate' es un 'output'. Es la consecuencia del esfuerzo aplicado a un material y de la viscosidad del mismo. Cuanto más rápido sale el material mas 'shear rate' estamos aplicando y viceversa. En estos ensayos los valores de 'shear stress' y 'shear rate' son bajos, tanto que normalmente estamos en la zona de la curva de viscosidad del material en la que el comportamiento del mismo es Newtoniano o casi Newtoniano.
Es evidente que al aplicar un peso, según norma del ensayo del indice de fluidez, la aplicación del esfuerzo sobre el plástico es un esfuerzo constante y de bajo nivel de cizalla. Nada que ver con el proceso de inyección donde aplicaremos un esfuerzo creciente y de mayores niveles de cizalla y deformación a través de la presión de inyección aplicada.
Cuando los plásticos son sometidos a los esfuerzos de deformación habituales en un proceso de inyección su comportamiento difiere del que se observa en el ensayo de fluidez estático de laboratorio. La declinación en la viscosidad puede ser muy diferente en estas condiciones de proceso también entre dos polímeros que tengan valores similares en el valor de fluidez en el ensayo de fluidez.

Como ejemplo, podemos tener un policarbonato de MFI 4g/10m y otro PC de 20 g/10 minutos.
Podemos intuir que el llenado de nuestro molde será mucho más fácil con el PC de 20 g/10m que con el de 4 g/10m ya que tiene 5 veces más fluidez, pero …… ¿será 5 veces más fácil llenar el molde?
Podemos estimar el 'shear rate' del ensayo con el que se obtuvieron estos indices de fluidez multiplicado el MFI por una constante de 2,2 'Shear rate' = MFI X 2,2
Esto nos da un resultado de 'shear rate' (con el 'shear stress' constante del ensayo de fluidez) para el primer PC de 8,8 scg -1 y para el segundo PC de 44 seg -1.
La viscosidad de estos dos materiales (según las gráficas de viscosidad /'shear rate') en valores de 'shear rate' del ensayo es de:
PC MFI 4 g/10m …… 3.400 Pa/sg-1, PC MFI 20 ……1.000 Pa/sg-. Esto es un ratio de diferencia de viscosidad de ambos materiales en condiciones del ensayo de 3,4:1
Cuando a estos dos PC les sometemos al 'shear rate' del proceso de inyección, supongamos que 10.000 sg/-1, el ratio de diferencia de viscosidad de ambos materiales se reduce a 1.25:1.
Hemos pasado de diferencia de viscosidad entre ambos materiales en condiciones de ensayo 3,4 a 1 a un ratio en la diferencia de viscosidad en condiciones de 'shear rate' de inyección de 1,25 a 1.Por tanto las viscosidades se ha aproximado en ambos materiales.
Naturalmente que el llenado sera mas fácil con el PC de fluidez 20 pero la diferencia no será realmente tan grande como indica el 'data sheet' cuando se apliquen los esfuerzos habituales del proceso de inyección
Entonces las diferencias de fluidez que vemos en el 'data sheet' son exageradas si las comparamos con las diferencias reales en fluidez que nos encontraremos durante el llenado real del molde. El motivo es que el 'shear rate' que se ha aplicado en el ensayo es:

• Bajo nivel de 'shear rate' si lo comparamos con el que se aplica en el proceso de fabricación
• 'Shear rate' diferente para ambos materiales al aplicar una carga constante con diferentes viscosidades de material.

Por tanto hay que relativizar las diferencias de valores del indice de fluidez entre lotes de materia prima, siempre que estas no sean exageradas, ya que a alto 'shear rate' estas se verán reducidas.

Puede darse el caso que si comparamos dos materiales puedan tener una viscosidad determinada en el ensayo de fluidez y al aplicar la cizalla y 'shear rate' del proceso de inyección, bien por morfología, por aditivos, etc. el material que en la ficha técnica es más viscoso, se comporte incluso de modo mas fluido y podamos llenar mejor un molde determinado. En la gráfica abajo podemos ver que el material con la gráfica de color rojo, inicialmente su viscosidad es más alta pero cuando se aplica cizalla su viscosidad declina mas que el material con gráfica de color azul, siendo más fluido finalmente en la gama alta de 'shear rates'.
Por eso, creer que controlando la fluidez del material en los diferentes lotes de material recibidos estamos asegurando la repetibilidad y la consistencia de nuestro proceso de inyección es no entender la relación entre viscosidad y cizalla. Hay aspectos mucho más importantes para este objetivo como son el Delta P y no trabajar con un proceso limitado por presión.

Entonces, si el MFI no es un valor importante para la procesabilidad, ¿para qué sirve y por que aparece en casi todos los 'data sheets' y en los certificados de calidad de los lotes de material? ¿Para qué sirve controlar el valor de MFI de los lotes de material recibidos?
Si asumimos que todo los demás factores son iguales, el índice de fluidez es un valor relacionado con el peso molecular y por tanto, con las propiedades del material.
Controlar el MFI es los lotes de material recibidos es útil para asegurar que el material tiene un correcto peso molecular y que ha sido fabricado dentro de un rango de pesos moleculares y que por tanto las propiedades de las piezas fabricadas serán las esperadas.
Controlar el MFI también de piezas fabricadas para compararlo con el MFI de la granza virgen es un buen ejercicio para valorar el nivel de agresión que ha recibido el material durante el proceso y que perdida de peso molecular ha sufrido. Es asumido que durante el proceso de inyección, el husillo, la cizalla o el calor, producen rotura de moléculas y por tanto, pérdida de peso molecular. Se considera aceptable un incremento del MFI del orden del 20% al 30%.

Reómetro capilar

Equipo de laboratorio que se utiliza para caracterizar la curva completa de la viscosidad en función de toda una gama de 'shear rates', este aparato si que nos aporta el comportamiento del material durante la aplicación de esfuerzos de deformación diferentes por tanto con 'shear stress' diferentes y en toda una gama de 'shear rate'. Podemos ver cómo se declina la viscosidad en función de una gama de 'shear rate' y a diferentes temperaturas.

Resumen

MFI es un ensayo realizado con 'shear stress' constante y bajo 'shear rate'.
Nos aporta tan solo un punto de la curva de viscosidades del material en función del 'shear rate'
El 'shear stress' constante hace que en función de la viscosidad del material testado, el 'shear rate' sea diferente entre materiales de diferente viscosidad
Cuando comparamos materiales hay que tener en cuenta que al aplicar valores de 'shear rate' habituales en el proceso de inyección las viscosidades se igualan, las diferencias son mucho menores que las que aparecen en las fichas técnicas.
MFI no es un factor que asegure que la producción será consistente entre lotes. Sí aporta repetibilidad en los pesos moleculares entre los diferentes lotes y por tanto propiedades del material en diferentes lotes.

Graphene oxide discovery helps boost rechargeable batteries

A Kansas State University engineering team has discovered some of the properties of graphene oxide could help  improve sodium- and lithium-ion flexible batteries.

The researchers found that sodium storage capacity of paper electrodes depends on the distance between the individual layers that can be tuned by heating it in argon or ammonia gas. For example, reduced graphene oxide sheets, or rGO, produced at high temperature have near zero sodium capacity, while reduced graphene oxide sheets produced at 500 degrees C have the maximum capacity.
Gurpreet Singh, assistant professor of mechanical and nuclear engineering, and Lamuel David, doctoral student in mechanical engineering, India, have published their findings in the Journal of Physical Chemistry in an article entitled 'Reduced graphene oxide paper electrode: Opposing effect of thermal annealing on Li and Na cyclability'.
Graphene oxide is an insulating and defective version of graphene that can be converted to a conductor or a semiconductor when it is heated. Singh and his team studied graphene oxide sheets as flexible paper electrodes for sodium- and lithium-ion batteries.
"The observation is important because graphite, which is a precursor for making graphene oxide, has negligible capacity for sodium and has long been ruled out as viable electrode for sodium-batteries," Singh said. "Graphite is the material of choice in current lithium-ion batteries because the interlayer spacing is just right for the smaller size lithium ions to diffuse in and out."
The researchers are the first to show that a flexible paper composed entirely of graphene oxide sheets can charge and discharge with sodium-ions for more than 1,000 cycles. Sodium perchlorate salt dissolved in ethylene carbonate served as the electrolyte in their cells.
"Most lithium electrode materials for sodium batteries cannot even last for more than a few tens of charge and discharge cycles because sodium is much larger than lithium and causes enormous volume changes and damage to the host material," explained Singh. "This design is unique because the distance between individual graphene layers is large enough to allow fast insertion and extraction of the sodium ions, thanks to the oxygen and hydrogen atoms that prevent sheets from restacking."
Singh and his team also studied the mechanical behavior of the electrodes made of reduced graphene oxide sheets. The researchers measured the strain required to tear apart the electrodes. Through videography, they showed the ability of the crumpled graphene oxide papers to sustain large strains before failing.
"Such measurements and study of failure mechanisms are important for designing long-life batteries because you want the electrode to be able to expand and contract repeatedly without fracture for thousands of cycles, especially for larger nonlithium metal-ion batteries," Singh said. "These days, almost every one is using crumpled graphene as either the conducting agent or elastic support or both."
Earlier this year, Singh and his team demonstrated large-scale synthesis of few-layer-thick sheets of molybdenum disulfide. They also showed the molybdenum disulfide/graphene composite paper has potential as a high-capacity electrode for sodium-ion battery. In that research, the scientists used graphene as an electron conductor for the molybdenum disulfide sheets and observed graphene to be largely inactive toward sodium.
Their latest research has shown that unlike sodium, the lithium capacity of rGO increases with increasing rGO synthesis temperature reaching maximum value for sample produced at 900 degrees C.
"It is only now we realize that sodium capacity of graphene, or rGO, is dependent on its processing temperature," Singh said. "The rGO specimens in our previous study were prepared at 900 degrees C."
The large abundance of sodium makes the element a potential candidate for replacing lithium-ion batteries.
By focusing on nanotechnology, Singh and his team have been able to explore and design materials that can store sodium-ions reversibly and without damage. They found their answer in graphene oxide, which can cycle sodium-ions for more than 1,000 cycles.
Singh and his team will continue exploring new nanomaterials and focus on materials that can be mass-produced in a cost-effective manner.
"We would like to perform fundamental studies to understand the origins of first cycle loss, voltage hysteresis, and capacity degradation that are common to metal-ion battery anodes prepared from 2-D layered crystals such as transition metal chalcogenides, graphene, etc.," Singh said.

The Green Transformation: HFC Phase Out Spurs Natural Refrigerant Growth

Refrigeration manufacturers said they would make production plans and future product development decisions according to the expected world-wide HFC refrigerant phase down put forth by the Kigali Amendment. The amendment, last year’s Montreal Protocol  add-on, will specify phase-out deadlines for HFC’s, adding those refrigerants with high global warming potential to the group of ozone depleting hydrochlorofluorocarbons that are already being outlawed under the international agreement.

Meanwhile, UN officials and manufacturers said they believed the amendment would encourage investment in clean, energy efficient technologies such as natural refrigerants and prompt countries with developing cold chains to skip traditionally used HFCs and HCFCs in favor of moving directly to low-global-warming replacements.

“This  is about  much more than the ozone layer and HFCs. It is a clear statement by all world leaders that the green transformation started in Paris is irreversible and unstoppable. It shows the best investments are those in clean, efficient technologies.” said UN Environment chief Erik Solheim.''

 

Mark  Menzer,  director  of public affairs for manufacturer, Danfoss,  said the Kigali Amendment will allow both manufacturers and users of equipment to make clear plans for what lies ahead.  “Even though  we don’t have a full set of rules yet, we can look at the scheduled Kigali time frame and pretty much figure out what refrigerants need to be phased out when and plan accordingly.”
Lowell Randel, vice president, government affairs for the International Institute of Ammonia Refrigeration, said industry by and large has supported  the Kigali agreement.  He said that while some countries may have concerns about what the transition process will do to their economies, the agreement gives them additional time to meet the goals.

 

The Kigali Amendment establishes multiple legally binding schedules for participating countries to cap and phase down the use of HFCs in favor of alternatives which have lower global warming potential. The Kigali Amendment will enter into force on Jan. 1, 2019, if it is ratified by at least 20 parties to the Montreal Protocol or 90 days after ratification by the 20th party, whichever is later.

The Amendment contains several schedules: two schedules for two groups of developed countries and two schedules for two groups of developing countries.

“The developing countries have a much later freeze or cap followedby reductions,” said Lambert Kuijpers, who served as a senior expert to the United Nations Environment Program’s Technology and Economic Assessment Panel.

The phase-down for developed countries, including the United States and the European Union, starts in 2019, assuming the amendment has been ratified by then. Most developing countries, including China, several Asian and all South American and African countries will freeze at a certain level of HFC consumption in 2024 and begin reducing their use with a 10 percent reduction in 2029.

Other countries, including India, Iran, Iraq, Pakistan, Saudi Arabia and the Gulf Cooperation countries, will freeze their use in 2028 and make a 10 percent reduction in HFC consumption in 2032.  More steps will follow.

The nearly 200 nations  and parties to the Protocol, who met in Kigali, Rwanda, in October 2016 have been supportive of the action. In Europe, adoption is moving ahead, while in the U.S., political uncertainty may briefly stall action on the initiative, but is not expected to create too much of a delay.

 

In early February, the European Commission adopted a proposal for the EU to ratify the Kigali amendment. “Not only will this landmark deal help us meet our climate objectives, but also it will provide new opportunities for European manufacturers of air conditioning and refrigerants to access the global market, creating additional jobs and attracting new investment,” said Miguel Arias Cañete, Commissioner for Climate Action and Energy.

In the United States, uncertainty remains over how the Trump  administration will respond and whether or not the U.S. will ratify the amendment.

IIAR’s Randel said industry groups have sent letters to the administration and to members of Congress, asking them to move forward with the agreement. “The fact that industry has generally been supportive of Kigali may mean that this is a fight the Trump administration doesn’t feel it needs to get into.”

At a meeting in Las Vegas, Rajan Rajendran, vice president of System Innovation Center and sustainability for Emerson, said that although the United States’ participation in the Kigali Amendment is uncertain with a Trump presidency, the path for Emerson and other global manufacturers is clear.

 

“As a global company  we have to be able to meet the needs of our customers in Europe, Asia, Latin America and so on,”  Rajendran said. “And to the extent that all of them are going to sign on to the Kigali amendment and start acting upon some of these phase-outs, we are going to have to think about  the products we offer to the rest of the world. So even if we don’t necessarily go through some of [the Kigali amendments] step downs in the United States, it is still happening elsewhere.”

Even if the U.S. were to fail to ratify the Kigali Amendment, Randel said he believes other countries will stay in. Randel said he believes that countries are planning to move forward with whatever their responsibilities would be under a ratified Kigali amendment. “When you look at European countries, most of them are where they need to be or getting close because of the EU policies. You have other countries that are not as far along as the EU but they will continue their efforts.” Kuijpers said the EU’s 2014 F-gas regulation targets a 79 percent reduction by the year 2030, from the baseline year 2015.

He added that the Kigali Amendment does not present a more stringent phase-down schedule than the schedule the EU has already embraced.  “Under the Montreal Protocol, there are 194 countries in total, of which 40 countries are developed countries. In the developed countries, a large amount have already worked on how to deal with curbing HFC consumption,” Kuijpers said, adding that he believes it will be easy to have the 20 necessary parties ratify the Kigali Amendment. “People will ratify it because it will enable certain things to happen.”

 

Menzer said the goal is to keep countries from going from HCFCs to HFCs and then to something else. “That is the path we went in this country. We’re trying to get China and other developing countries  to skip that HFC step entirely and go [directly] to low-global-warming replacements.”

 

As one of the signatories to the Kigali amendment to the Montreal Protocol, India has committed to cutting down HFC use, and Honeywell has opened a new laboratory at the Honeywell India Technology Center in Gurgaon, Haryana, India. The company said the new laboratory will support local and regional partners in designing, incubating and testing new refrigerants and help them transition to low-global-warming-potential alternatives.

“Honeywell is committed to providing next-generation solutions that are available today as an option to support the Indian government on transitioning from HFCs to environmentally preferable materials,” said Julien Soulet, managing director for Honeywell Fluorine Products in Europe, Middle East, Africa and India. “With the launch of this laboratory at HITC, we look forward to working hand-in-hand with our Indian partners to design near drop-in refrigeration solutions that help them meet their environmental commitments.”

 

Kuijpers said that between 2017 and 2019, many parties are expected to ratify the Kigali Amendment.

“How to achieve the phase-down is something  that has not been decided in all detail and that cannot logically not be expected at this moment,” he said, adding that he expects ammonia and carbon dioxide will help countries meet their HFC reduction goals.

Pantentan el uso de bacterias para mecanizar piezas de cobre

Luis Gurtubay, Norberto López de Lacalle, Ana Elías, Adrián Rodríguez y Estibaliz Díaz-Tena, profesores e investigadores de la Escuela de Ingeniería de Bilbao de la UPV/EHU, han patentado un método —'Procedimiento continuo de biomecanizado de una pieza de cobre'— para mecanizar piezas de cobre utilizando la bacteria Acidithiobacillus Ferroóxidans.
La investigación que ha finalizado en una patente la iniciaron miembros de los departamentos de Ingeniería Mecánica y Química y del Medio Ambiente, llevando a cabo un proyecto innovador que buscaba mecanizar piezas de cobre en presencia de microorganismos. Lo que empezó como una primera idea generó una extensa línea de trabajo, gracias a la cual Estibaliz Díaz-Tena realizó su tesis doctoral internacional ‘Biomachining of oxygen-free copper: development of a continuous process for industrial application'.

La propia Díaz-Tena explica en este video el procedimiento continuo de biomecanizado de una pieza de cobre, que constituye la patente presentada ha sido concedida el año 2016.
Actualmente, Estibaliz Díaz-Tena y los investigadores de la Escuela de Ingeniería de Bilbao continúan por esta línea de trabajo, tratando de buscar la implantación del proceso de biomecanizado en aquellas industrias donde se aplican procesos de fabricación más tradicionales, generalmente poco amables con el medio ambiente. Esta investigación está financiada por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad. “Estamos tratando de abrir nuevos frentes, aplicando la biotecnología a la recuperación de metales en equipos electrónicos obsoletos, cuyo vertido constituye una fuente de contaminación de suelos y/o aguas”, explica la investigadora y profesora Estibaliz Díaz-Tena.
El grupo de investigación han contado con el apoyo de los Servicios Generales de Investigación de la UPV/EHU (SGIker), Gobierno Vasco, el Centro de Investigación y Desarrollo en Fermentaciones Industriales (CINDEFI), la Universidad de Cádiz, el Centro Astrobiología INTA-CSIC, la empresa biotecnológica Guserbiot y la compañía de distribución de cobre Gindre Torns.

FDM Nylon 12CF: el material FDM de Stratasys con la mejor relación resistencia/peso

El FDM Nylon 12CF, el primer material composite de alto rendimiento que puede sustituir a una gama de aplicaciones metálicas y puede usarse con la tecnología FDM de Stratasys, es perfecto para aplicaciones de prototipado rápido y para realizar herramientas resistentes de bajo peso, y piezas de uso final.
El FDM Nylon 12CF contiene un 35 por ciento de fibra de carbono triturada y ofrece la mejor relación resistencia/peso de los termoplásticos FDM de Stratasys. Asimismo, cumple los requisitos de las pruebas de rendimiento funcional de los sectores aeroespacial, de automoción, de productos recreativos y de fabricación industrial.

El FDM Nylon 12CF será especialmente interesante para los siguientes usuarios y aplicaciones:

• Ingenieros de diseño que tienen que producir rápidamente componentes resistentes, ligeros y rígidos para el prototipado funcional con el objetivo de reducir el tiempo de comercialización de los productos nuevos.
• Ingenieros de fabricación que producen útiles de fabricación como, por ejemplo, guías y fijaciones, para los que se precisan materiales de gran rigidez y resistencia, y a los que beneficia la considerable reducción de peso en comparación con los componentes metálicos de las herramientas.
• Ingenieros de diseño que realizan tiradas pequeñas de piezas de producción con requisitos estructurales únicos y que requieren una elevada resistencia en una dirección.

Utah Trikes, el cliente que participa en el programa piloto del FDM Nylon 12CF, está aprovechando las propiedades del material en su proceso de desarrollo y producción para reducir considerablemente los plazos de desarrollo de productos.
“La excelente relación resistencia/peso del material FDM Nylon 12CF supone toda una revolución para nosotros. Nos permite realizar prototipos de casi cualquier pieza de nuestro producto en impresoras 3D Stratasys FDM en menos de dos semanas; un proceso que antes podía llevarnos más de dos meses", comenta Ashley Guy, presidente y director ejecutivo de Utah Trikes. “Ya no tengo que limitar mis diseños debido a las restricciones del prototipado. Ahora puedo centrarme en diseñar piezas mejores y más funcionales sin preocuparme de cómo dar forma al aluminio o cómo colocar la fibra de carbono en los moldes. Las piezas realizadas con FDM Nylon 12CF de Stratasys se imprimen en 3D con gran rapidez, con un rendimiento resistencia/peso superior y con una buena repetibilidad. Los resultados son mucho mejores que los que hemos observado con otros proveedores o tecnologías de impresión 3D”, afirma Guy.
“Estamos convencidos de que la impresionante ratio resistencia/peso del FDM Nylon 12CF supone una revolución para muchos sectores, desde los de bienes de consumo y productos recreativos hasta los sectores aeroespacial y de automoción”, comenta Zehavit Reisin, vicepresidente y responsable de Soluciones de Prototipado Rápido de Stratasys. “Este material permite a los diseñadores desarrollar diseños más prácticos y funcionales, y comercializarlos antes, sin preocuparse de cómo se van a realizar los prototipos de las piezas con metal o moldeo”
Según Tim Schniepp, responsable de Soluciones de Herramientas de Stratasys, “gracias a su elevada ratio resistencia/peso, el material FDM Nylon 12CF es ideal para muchas aplicaciones de herramientas de fabricación y piezas finales en las que la combinación de rigidez, resistencia y bajo peso es fundamental para el rendimiento; por ejemplo, para guías de taladrado, herramientas de extremo de brazo, soportes, guías y fijaciones, e incluso herramientas de conformado de metal”.
FDM Nylon 12CF se puede utilizar con la impresora 3D Stratasys Fortus 450mc Production y es compatible con el soporte soluble SR-110. Está previsto que el material empiece a comercializarse en Q2 2017. Se requiere una versión actualizada del software Insight y también una actualización del hardware para utilizar este material, que puede producir piezas con un espesor de capa de 0,254 mm.

La soldadura por ultrasonidos de mano de Rinco Ultrasonics

Rinco Ultrasonics se dedica desde 1976 al desarrollo y fabricación de equipos de alto rendimiento que emplean la tecnología del ultrasonido para la soldadura, corte, ensamblado e inserción. Presente en más de 50 países, en los últimos años la filial Rinco para España y Portugal ha crecido considerablemente. A lo largo de este año se trasladará a unas instalaciones de mayor tamaño para ampliar los departamentos de laboratorio, producción y almacén. Desde esta filial también se tutelan clientes y proyectos de otros países como Brasil y Polonia, lo que ha implicado una necesidad mayor en lo que a personal técnico y comercial se refiere.

Desarrollos más relevantes

Tras varios años de desarrollo, a partir del tercer trimestre de 2017 estará disponible la segunda generación del que hasta ahora ha sido su producto de mayor éxito: el generador modular AGM destinado básicamente a su integración en maquinaria especial.

Como el resto de generadores Rinco, estará disponible en 20, 30, 35, 40 y 70kHz, en rangos de potencia de 100 a 4.000 W. Más compacto y ligero, este nuevo generador cuenta con la fiabilidad contrastada de su antecesor y la implementación de múltiples mejoras y prestaciones como: Pantalla táctil, 16 memorias, numerosas opciones comunicación con PLC, entre otras; EtherNet/IP, Profibus, Profinet, EtherCAT, DeviceNet, CANopen, RS485…

Software GenParam Pro y aplicación web ProConnect para comunicar mediante tabletas o teléfonos inteligentes, permitiendo al personal técnico realizar un seguimiento a tiempo real del ciclo de ultrasonido, chequear los equipos, parametrizar…

Electrical Motion

La gama de prensas eléctricas en 20kHz se ha ampliado también a 35kHz. Unimos también la nueva familia de actuadores eléctricos para integración. Este tipo de equipos ha tenido una muy buena aceptación por parte del mercado, cubriendo numerosas aplicaciones en las que la precisión, velocidad, trazabilidad y control del proceso son las más exigentes.

Sectores como el médico, automoción, 'high tech', están siendo los principales usuarios de la línea eléctrica y quienes demandan el crecimiento de la gama por haber visto en esta solución un firme sustituto para tecnologías de mayor coste y tamaño.

Aplicaciones relevantes recientes

Reducción espesores en piezas automoción. Reducir los espesores de las piezas exteriores o interiores, pintadas, tratadas o grabadas viene siendo un objetivo común a todos los fabricantes. Rinco Ultrasonics, en piezas de menor espesor, ha logrado sistemas que permiten soldaduras de alta resistencia, sin marcas en la zona vista pese a contaminación de la zona de soldadura.

La mejora se ha obtenido trabajando sobre todo en el control del proceso, utillajes determinados y la estrecha colaboración con el cliente en lo que al diseño de las piezas refiere. Como ejemplo mencionar la soldadura de piezas pintadas exteriores en materiales PC, ABS/PC-ASA/PC, etc. material que hasta la fecha solo se planteaban soldar mediante tecnologías como la vibración u otros sistemas con requisitos muy determinados y de difícil integración.
Punzonado y radiado. Otra de las aplicaciones en las que Rinco ha obtenido mayor éxito es el punzonado y radiado del perímetro del corte en diferentes materiales, algunos de ellos de gran dureza, geometrías diferentes, 3D y/o en diferentes planos, radiando valores superiores a 1,5 mm.
Los equipos para punzonado por ultrasonidos Rinco cuentan con factores que facilitan el proceso y las tareas de mantenimiento. Punzones fabricados en materiales específicos que permiten su reparación y tratamientos determinados que mejoran el resultado visual del radiado y evitan el efecto pegado de otros componentes. Aspectos de diseño que permiten substituirlos en 10-15 minutos garantizado posición OK en todos los ejes…
Acabado repetitivo, con la mayor calidad exigible, muy superior a métodos mecánicos o con soporte térmico.

Remachado de piezas cromadas. Hasta la fecha esta aplicación ha sido normalmente realizada mediante sistemas térmicos. Rinco, de nuevo trabajando en el proceso, logra en múltiples proyectos fundir y formar remaches o buterolas cromadas, no enmascaradas, sin dañar la zona vista cromada. Se reducen los tiempos de ciclo, intervenciones por mantenimiento y se obtener mayor estabilidad en el proceso.
Envase y embalaje. Con el sistema patentado de soldadura FPA para envases flexibles, numerosas empresas y constructores de maquinaria evitan la soldadura térmica de confirmación, menor consumo de film, menor índice de rechazo y un consumo eléctrico muy reducido. Nuestro sistema FPA cuenta con su propio actuador, fácilmente integrable en maquinaria nueva o existente.

Médico. Rinco Ultrasonics ha consolidado su gama de máquina para el sector medical con ISO 6. Equipos de soldadura desarrollados única y exclusivamente para su instalación en salas blanca o gris.

La temperatura de masa de un plástico, su importancia y cómo medirla correctamente

La temperatura de masa es una condición de proceso que debería estar siempre dentro de los márgenes que el fabricante del plástico nos propone en sus recomendaciones de proceso. Creemos erróneamente en las fábricas que el valor de regulación de temperatura en el mando de control de la inyectora, es decir, el valor que le pedimos a las resistencias eléctricas es el valor de temperatura de la masa. Esto es un setting de máquina o un input de proceso que controla la temperatura de la masa pero... solo en parte.

Cuando preguntas en fábricas a qué temperatura inyectan el material, siempre muestran los valores del mando de la inyectora. No hay registros de temperatura real de la masa, ¿Confiamos en este input? No deberíamos, pues hay otros factores que alteran la resultante de la temperatura real de la masa. Los otros factores determinantes, que influyen más directamente en la temperatura de masa son:el diseño del husillo, la relación de compresión, las revoluciones de husillo y la contrapresión a la carga.

La temperatura de masa es un factor determinante del proceso

Una temperatura demasiado alta puede llegar a degradar el material, aún más si tenemos un tiempo de permanencia alto. Por el contrario, una temperatura demasiado baja puede provocar infundidos, fragilidad, heterogeneidades, exceso de presión necesaria para llenar la cavidad, etcétera.
Como pudimos ver en el artículo referido al mecanismo del husillo, las resistencias eléctricas en el exterior de la cámara de plastificación, que son las que controlan el mando de la inyectora, generan una capa fundida que permite al husillo girar y hacer la función de “batir” y homogeneizar el material. Por tanto, no creamos que la temperatura de las resistencias que podemos leer en el mando a través de los termopares instalados es la temperatura de la masa a la que estamos inyectando nuestras piezas.

Entonces, ¿qué alternativa tenemos para conocer la temperatura real de la masa? Claramente la temperatura real de la masa real solo la podremos obtener midiendo con una sonda pirométrica la temperatura del material fundido. Aquí, en esta operación de lectura, se cometen varios errores.

Esta temperatura se suele comprobar en las fábricas haciendo una eyección de material sobre la bancada de la máquina o sobre un cartón, etc. Posteriormente se introduce la sonda en la masa fundida y se observa la lectura. Cuando el valor de la temperatura deja de crecer, consideramos que es el valor de la temperatura de la masa. Aquí podemos incurrir en varios errores de lectura:

Si hemos parado la inyectora durante unos minutos, antes de hacer la eyección para la medición, la medición de temperatura obtenida puede ser ligeramente mayor que la temperatura real a la que estamos inyectando el material.

En el caso de que se realicen varias eyecciones previas a la eyección de la cual tomaremos la temperatura, la lectura obtenida será menor que la temperatura real puesto que la muestra tomada no es representativa del material con la máquina a régimen.

Cuando hacemos la eyección, inmediatamente que el material fundido entra en contacto con el aire y con la bancada de la inyectora, la temperatura de la masa comienza a descender rápidamente, esto provoca desfases importantes entre la lectura realizada y la temperatura real.
Cuando introducimos la sonda en la masa fundida, hay que tener en cuenta el salto térmico que se produce. La sonda estará a la temperatura de la planta de inyección, mientras que la masa fundida estará, por ejemplo a unos 280 grados. Así pues el salto térmico es de más de 250 grados. Dado que el plástico es un mal transmisor térmico, se crea en la sonda inmediatamente una capa fría de material que aislará el material fundido de la lectura de la sonda.
Como ejemplo, si tenemos agua hirviendo a 100 grados y tenemos una sonda pirométrica introducida en nitrógeno líquido (- 195,8 grados C, el salto térmico es similar al que tenemos en una medición de la masa fundida en una inyectora) la lectura que obtendremos es de 0 grados C, debido a este efecto comentado de la capa aislante que se genera alrededor de la sonda.

Por todo lo comentado, tendremos tantas lecturas de temperatura como personas o técnicos la realicen, esto provoca una falta de confianza en estas lecturas y lleva a que no sean realizadas sistemáticamente.
Con el fin de unificar el método de lectura y que esta sea homogénea independientemente de la persona que realice la lectura, algunos técnicos americanos desarrollaron un método de lectura de temperatura de masa que intentará homogeneizar las lecturas que se realizan. Este método puede verse en libros y artículos como el método 30/30/30 que “traducido a unidades Europeas seria mas bien el método 20/20/20".
Se trata de:
20 …. Esperar a que la inyectora realice 20 inyectadas o 20 minutos de trabajo continuo.
20 ….. Precalentar la sonda unos 20 grados por encima de la temperatura de lectura esperada.
20 ….. Introducir la sonda en el centro de la masa fundida y esperar unos 20 segundos para tomar la lectura.
Aplicando este método no es necesario remover la sonda durante el tiempo de lectura. Es interesante colocar el extremo de la sonda en el centro de la masa fundida. No es conveniente lecturas en la parte superior de la purga, cerca del aire ambiental, ni cerca del fondo de la purga por el enfriamiento de la capa externa.
También como complemento a este método, es interesante tener a disposición un recipiente donde permanecerá la purga durante la medición.

Este recipiente es conveniente que sea de un material aislante recomendable PTFE por sus excelentes propiedades térmicas y de antiadherencia.
Una vez realizada la purga, se debe colocar dentro de este recipiente durante la medición. Las características de antiadherencia del PTFE hacen que también sea fácil después de la medición limpiar el recipiente.

En el momento en que capturamos la temperatura real a la que estamos procesando el plástico, tenemos controlado uno de los inputs importantes del proceso (ver artículo sobre inputs y outputs del proceso de inyección de plásticos). Esto nos facilitará el control del proceso así como la investigación ante desviaciones del mismo.

EL POLIETILENGLICOL

Introducción

El polietilenglicol o glicol de polietileno (PEG) es un poliéter con muchas aplicaciones desde la industria manufacturera hasta la industria medicinal. Los glicoles de polietileno (PEG) y los metoxipolietilenglicoles (MPEG) son algunos de los ingredientes químicos más versátiles utilizados ya sea para mejorar los procesos de producción, en aplicaciones como agentes de liberación de moldes, lubricantes, agentes antiestáticos y otros coadyuvantes de elaboración o también como productos químicos intermedios, lo que resulta en productos para control de la espuma y espesantes. También son ampliamente utilizados en la industria médica y química.

El PEG es también conocido como óxido de polietileno (PEO) o de polioxietileno (POE), considerando su estructura química.
Los polietilenglicoles y metoxipolietilenoglicoles son comercializados bajo la marca CARBOWAX desde la década de 1940 por la empresa Dow.
La fórmula química general para el polietilenglicol es H-(OCH2CH2)n-OH y para el metoxipolietilenglicol es CH3-(OCH2CH2)n-OH, en donde "n" es el número de repetición de grupos oxietileno.

Estructura química
Los acrónimos PEG, PEO o POE refieren a un oligómero o polímero de óxido de etileno. Los tres nombres son químicamente sinónimos.

Estructura química del polietilenglicol

Los PEG son líquidos o sólidos de bajo punto de fusión, en función de sus pesos moleculares. Los PEG se preparan por polimerización de óxido de etileno y están disponibles comercialmente en un amplio intervalo de pesos moleculares de 300 g/mol a 10.000.000 g/mol. Mientras que los PEG con diferentes pesos moleculares encuentran uso en diferentes aplicaciones, y tienen diferentes propiedades físicas (por ejemplo, viscosidad) debido a los efectos de longitud de cadena, sus propiedades químicas son casi idénticas. Diferentes formas de PEG también están disponibles, dependiendo del iniciador usado para el proceso de polimerización. El iniciador más común es un PEG-metil-éter monofuncional o metoxipolietilenglicol (mPEG). Los PEG de bajo peso molecular también están disponibles como oligómeros más puros, que se refiere como monodispersos, uniformes, o discretos. Los PEG de muy alta pureza ha demostrado recientemente ser cristalino, lo que permite la determinación de una estructura cristalina mediante difracción de rayos x. Dado que la purificación y la separación de oligómeros puros es difícil, el precio para este tipo de calidad es a menudo 10-1000 veces mayor que el PEG polidisperso.

Propiedades y características
Los números que se incluyen a menudo en los nombres de los PEG indican sus pesos moleculares medios (por ejemplo, un PEG con n = 9 tendría un peso molecular medio de aproximadamente 400 daltons), y serían etiquetados como PEG 400. La mayoría de PEG incluye moléculas con una distribución de pesos moleculares, es decir, son polidispersos. La distribución del tamaño se puede caracterizar estadísticamente por su peso molecular promedio en peso (Mw) y su peso molecular promedio en número (Mn), la relación de los cuales se llama el índice de polidispersidad (Mw/Mn). El Mw y Mn se pueden medir por espectrometría de masas.
La PEGilación o pegilación es el acoplamiento covalente de una estructura de PEG a otra molécula más grande, por ejemplo, una proteína terapéutica, que se denomina por este motivo como una proteína pegilada. El interferón pegilado alfa-2a o-2b se utilizan comúnmente tratamientos inyectables de la hepatitis C.
El PEG es soluble en agua, metanol, benceno, y diclorometano, y es insoluble en éter dietílico y hexano. Se acopla a moléculas hidrófobas para producir tensoactivos no iónicos.
El PEG contienen posibles impurezas tóxicas, tales como óxido de etileno y 1,4- dioxano. El glicol de etileno es nefrotóxico (sustancia capaz de afectar la función renal) si se aplica a la piel dañada.

Producción

El glicol de polietileno se produce por la interacción de óxido de etileno con agua, etilenglicol u oligómeros de etilenglicol. La reacción es catalizada por catalizadores ácidos o básicos. El etilenglicol y sus oligómeros son preferibles como material de partida en lugar de agua, debido a que permiten la creación de polímeros con una baja polidispersidad (distribución de peso molecular estrecha). Longitud de la cadena de polímero depende de la relación de los reactivos.

Síntesis del PEG

Dependiendo del tipo de catalizador, el mecanismo de polimerización puede ser catiónico o aniónico. El mecanismo aniónico es preferible, ya que permite obtener un PEG con baja polidispersidad. La polimerización de óxido de etileno es un proceso exotérmico. El sobrecalentamiento o contaminantes de óxido de etileno con catalizadores tales como óxidos metálicos o álcalis o de metal puede conducir a la polimerización fuera de control, que puede terminar en una explosión después de unas pocas horas.
El óxido de polietileno o polietilenglicol de alto peso molecular, se sintetiza por polimerización en suspensión. Es necesario sujetar la cadena de polímero en crecimiento en solución en el curso del proceso de policondensación. La reacción es catalizada por compuestos órgano-metálicos de magnesio, aluminio o calcio. Para evitar la coagulación de las cadenas de polímero en solución, se utilizan aditivos quelantes tales como dimetilglioxima.
Se utilizan catalizadores alcalinos, tales como hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido de potasio (KOH), o carbonato de sodio (Na2CO3), para preparar polietilenglicol de bajo peso molecular.
Los polietilenglicoles y los metoxipolietilenglicoles son fabricados por Dow Chemical bajo el nombre comercial de Carbowax para uso industrial, y Carbowax Sentry para uso alimenticio y farmacéutico. Varían en consistencia de líquido a sólido, dependiendo del peso molecular, como se indica por un número a continuación del nombre.

PEG de diferentes pesos moleculares

Aplicaciones principales

Se utilizan comercialmente en numerosas aplicaciones, tales como agentes tensoactivos, en los alimentos, en cosmética, en farmacia, en la biomedicina, como agentes dispersantes, como disolventes, en ungüentos, en bases de supositorios, como excipientes en tabletas y como laxantes. Algunos grupos específicos son lauromacrogol, nonoxinol, octoxinoles y poloxámeros.
El Macrogol, utilizado como un laxante, es una forma de polietilenglicol. El nombre puede ser seguido por un número que representa el peso molecular medio (por ejemplo, macrogol 4000, macrogol 3350 o macrogol 6000).

Usos médicos
El PEG es la base de un gran número de laxantes (por ejemplo, productos que contienen macrogol, tales como Movicol, polietilenglicol 3350, SoftLax, MiraLAX o Glycolax). La irrigación del intestino entero con polietilenglicol y electrolitos añadidos se usa para la preparación del intestino antes de una cirugía o colonoscopía. La preparación se vende bajo  marcas tales como GlycoLax, TriLyte, Colyte, Halflytely, Softlax, ClearLax y MoviPrep. En los Estados Unidos, MiraLAX y Dulcolax Balance se venden sin receta médica para el alivio a corto plazo del estreñimiento crónico. El Miralax está actualmente aprobado por la FDA para los adultos durante un período de siete días, pero no está aprobado para niños. Estos medicamentos ablandan la masa fecal por extracción osmótica de agua en el tracto gastrointestinal. Es generalmente, es bien tolerado, sin embargo, los efectos secundarios son posibles distensiones abdominales, náuseas, gases y diarrea (con el uso excesivo).

Laxante

Cuando se sujetan a varias proteínas de ciertos medicamentos, el polietilenglicol permite un aclaramiento reducido de la proteína llevada por la sangre. Esto hace un efecto medicinal de acción más prolongada y reduce la toxicidad y permite intervalos de dosificación. Los ejemplos incluyen el PEG-interferón alfa (utilizado para el tratamiento de la hepatitis C), y pegfilgrastim (utilizado para el tratamiento de la neutropenia). El polietileno glicol también se usa comúnmente para fusionar las células B (linfocitos B) con células de mieloma (célula tumoral) en la producción de anticuerpos monoclonales (utilizados en medicina para identificación de hormonas, vitaminas, enfermedades infecciosas, etc.). Los anticuerpos monoclonales son unas de las sustancias más utilizadas en los laboratorios de diagnóstico.

PEG-interferón alfa

El PEG se usa como un excipiente en muchos productos farmacéuticos. Variantes de menor peso molecular se utilizan como disolventes en líquidos orales y cápsulas suaves, mientras que las variantes sólidas se utilizan como ungüentos, bases de tabletas, aglutinantes en películas de recubrimientos y lubricantes.
El PEG también se utiliza en gotas para lubricación del ojo.

Gotas para ojos

Usos biológicos

El PEG se usa comúnmente como un precipitante para el aislamiento de ADN plásmido y cristalización de proteínas (La difracción de rayos X de cristales de proteína puede revelar la estructura atómica de las proteínas).
En microbiología, la precipitación con PEG se utiliza para concentrar los virus.
En los bancos de sangre, el PEG se usa como un potenciador para mejorar la detección de antígenos y anticuerpos.

El PEG ha sido utilizado como el bloque hidrófilo de anfifílicos (moléculas que poseen un extremo hidrofílico o sea que es soluble en agua y otro hidrófobo o sea que rechaza el agua) de copolímeros en bloques utilizados para crear algunos polimerosomas (“células artificiales” utilizadas en la administración controlada de medicamentos).

Polimerosoma

Química

Las propiedades de solubilidad en agua hacen, a los PEG, vehículos excelentes para algunos insecticidas y herbicidas. La EPA (Environmental Protection Agency: Agencia de Protección del Medio Ambiente de EE.UU.) ha aprobado su uso como ingredientes inertes en pesticidas.
El polietilenglicol también se utiliza comúnmente como una fase estacionaria polar para cromatografía de gases. Así como un fluido de transferencia de calor en probadores electrónicos.
El PEG también se ha utilizado para conservar los objetos que han sido rescatados de debajo del agua, como fue el caso con el buque de guerra Vasa en Estocolmo, el Mary Rose en Inglaterra y el Ma'agan Michael barco en Israel. Se reemplaza el agua en objetos de madera, por lo que la madera queda dimensionalmente estable y evitando deformaciones o encogimiento de la madera cuando se seca. Además, el PEG se utiliza cuando se trabaja con madera verde como un estabilizador, y para evitar la contracción.

Proceso de conservación del navío Mary Rose

El PEG se usa a menudo (como un compuesto de calibración interna) en los experimentos de espectrometría de masas, debido a su patrón de fragmentación característico que permite una afinación precisa y reproducible.
Derivados de PEG, tales como etoxilatos de rango estrecho, se utilizan como agentes tensoactivos.
Los segmentos de polímero derivado de PEG imparten flexibilidad en los poliuretanos para aplicaciones tales como fibras elásticas y poliuretanos espumados.

Usos comerciales
El PEG es la base de muchas cremas para la piel (como cetomacrogol) y lubricantes sexuales (con frecuencia en combinación con glicerina).

Crema para la piel (cetomacrogol con 5% de urea)

Se utiliza en una serie de pastas de dientes como un dispersante. En esta aplicación, se une el agua y ayuda a mantener la goma de xantano distribuida uniformemente por toda la pasta de dientes.

En formulaciones de bajo peso molecular (por ejemplo PEG 400) se utiliza en algunas impresoras (HP) como un disolvente de tinta y lubricante para los cabezales de impresión. Atrae y retiene la humedad de la atmósfera. Sustituye a otros materiales higroscópicos tales como glicerina y propilenglicol.

El PEG es también uno de los principales ingredientes en balas utilizadas en paintball.

Balas de paintball

El PEG también se usa como un agente anti-formación de espuma en los alimentos (número de INS: 1521 o E1521 en la UE)

Usos industriales
El polietilenglicol se utiliza en una variedad de productos como un lubricante para diversas superficies en ambientes acuosos y no acuosos. Por ejemplo, puede ser utilizado como lubricante en textiles, para la estampación, corte, laminación y como componentes de pulido en metales. Es utilizado también en solución acuosa o hidrocarbonada principalmente como desmoldante-antiadherente en diversas aplicaciones. En particular se aplica en la parte interior de las carcasas de neumáticos previo a su vulcanización a fin de evitar la adherencia del neumático con la vejiga y facilitar el desmolde con la particularidad que impide el color amarillento en neumáticos de banda blanca.

Antiadherente y desmoldante para fabricación de neumáticos

Los PEG 200, 300, 400, 600 se utilizan como plastificantes en adhesivos para aumentar la lubricidad y añadir humectación para mantener la fuerza de adherencia en húmedo.
Los PEG de distintos pesos moleculares son utilizados en cerámica cumpliendo funciones de plastificantes, aglutinantes y lubricantes. Los aglutinantes para cerámica son PEG de alto peso molecular (PEG 3350, 4000, 8000) mientras que los utilizados como lubricantes son de bajo peso molecular (PEG 200, 300, 400, 600)
Debido su capacidad de absorción de agua (higroscópico), los PEG pueden ser utilizados como agentes antiestáticos. Reduce la estática mediante la absorción de agua.
El éster de nitrato de polietilenglicol plastificado se usa en combustible sólido para cohetes de misiles balísticos (Trident II).

Misil Trident II

Los éteres de dimetil de polietilenglicol son el ingrediente clave del Selexol marca de la empresa UOP LLC para un disolvente utilizado en sistema de gasificación integrada en ciclo combinado o GICC en las centrales eléctricas para eliminar el dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno de la corriente de gas residual.

Aplicaciones potenciales o en estudio
El PEG es objeto de investigación para su uso junto con el kevlar en chalecos antibalas. Las partículas de sílice en suspensión en glicol de polietileno se comportan como un sólido cuando se encuentra con tensión mecánica o cizalladura. 

Polietilenglicol con nanopartículas de sílice

Para hacer armadura líquida utilizando un fluido de espesamiento por cizalla (STF), se diluye el líquido en etanol. Se saturan el Kevlar con el fluido diluido y se evaporar el etanol. El STF queda impregnado en el tejido Kevlar. Cuando un objeto golpea el Kevlar, el líquido se endurece de inmediato, haciendo que el Kevlar más fuerte. El proceso de endurecimiento ocurre en cuestión de milisegundos, y la armadura se vuelve flexible de nuevo después.

Chalecos antibalas

También se utiliza como un polímero huésped para electrolitos de polímero sólido. Aunque aún no en producción comercial, muchos grupos de todo el mundo se dedican a la investigación sobre los electrolitos poliméricos sólidos que implican al PEG, con el objetivo de mejorar sus propiedades, y al permitir su uso en baterías, sistemas de visualización electro-crómico, y otros productos del futuro.

El futuro de la industria de reciclaje plástico

46 millones de toneladas de plástico están en circulación cada año en Europa. El negocio del reciclaje europeo produce 2,3 millones de toneladas de reciclado, lo que significa que sólo el 5% del plástico es reprocesado. Cedo y Erema, firma representada en España por Protecnic 1967, consideran la calidad asegurada de los reciclados y la mayor conciencia pública como factores decisivos para cerrar el bucle del plástico en Europa.

Los 49 empleados de Cedo Recycling ubicada en la ciudad alemana de Sittard-Geleen producen alrededor de 30.000 toneladas de plástico reciclado cada año. Además de films de agricultura, la filial de Cedo Group también procesa DSD 310 con la nueva tecnología Intarema. Cedo Recycling produce alrededor de 1.050 kg de reciclado por hora con la nueva Intarema 1512 TVEplus con Laserfilter (filtro láser) y paquete homogeneizador. Los reciclados plásticos que se producen, son enviados en su totalidad a Cedo Gran Bretaña para fabricar productos de film otra vez, tales como bolsas de basura.

El reciclaje de DSD 310, una fuente de materia prima subestimada

El reciclaje de DSD 310, film proveniente del sector de post-consumo, es todavía un reto para los recicladores, enfatiza Ton Emans. Sin embargo, cuando Cedo fue adquirida por Straco en 2014, el nuevo accionariado tomó la decisión junto con Ton Emans de invertir en el reciclaje de residuos de post-consumo. “Debido a las numerosas capas barrera de PET y PA y a la elevada contaminación orgánica, el DSD 310 (film para alimentación) es muy difícil de reciclar. La utilización térmica del DSD 310 que se estaba utilizando hasta el momento, bajo mi punto de vista, no era propia de una economía circular. Estaba convencido de que se podía reutilizar la materia prima con beneficios y de una forma respetuosa con el medio ambiente". Ton Emans involucró a Erema para conseguir su apoyo en el proceso de reciclaje y desarrollo del método apropiado de reciclaje junto con el líder austriaco en tecnología.

Se personalizó especialmente una Intarema 1512 TVEplus para cumplir con estos requisitos. “No fue nada fácil procesar un material así de difícil para conseguir reciclado de alta calidad. El desarrollo técnico requirió un complemento especial para el sistema Intarema, el paquete de homogenización con doble filtración, ya que los complejos contaminantes tenían que quitarse paso a paso. Después de meses de pruebas se consiguió la calidad de reciclado deseada”, apuntó Clemens Kitzberger, director de desarrollo de negocios para reciclaje de post-consumo en Erema. Gracias a la tecnología Counter Current (contracorriente) los beneficios de la unidad de preacondicionamiento pueden ser implementados incluso mejor y con una gran estabilidad. En combinación con la tecnología Airflush de Erema, cualquier cosa que se adhiera al film: humedad, contaminantes orgánicos o tintas de impresión, pueden ser desgasificados antes de la extrusora. El material de entrada ya desgasificado y bien calentado entonces se dirige al husillo de la extrusora donde el polietileno es fundido con el mínimo estrés mecánico. Los polímeros con una alta temperatura de fusión tales como el PET o PA y también las materias sólidas como el aluminio o la madera no se funden y pueden ser separadas y quitadas utilizando el Laserfilter de 90 µm de finura de malla.

Entonces, el material va al nuevo husillo mezclador (desarrollado para este material) en la zona TVEPlus donde se realiza la homogenización. La masa homogeneizada es calentada a temperatura de desgasificación. La doble desgasificación es seguida por una segunda filtración a través del filtro de autolimpieza Erema SW RTF. Éste filtra las partículas residuales mínimas parecidas a caucho a través de su gran área de filtrado con grueso de 200µm de finura de malla a un extremado bajo nivel de presión. La alta vida útil de la malla significa un considerable ahorro de costes. El resultado es un reciclado con la mejor desgasificación y filtración posibles para la industria del film soplado. “Gracias a la cercana colaboración con Cedo, hemos sido capaces de desarrollar un paquete de homogenización con doble filtración para esta aplicación, adaptación específica del sistema, por lo que está lista para producir en serie. Nuestro mejor elogio ha sido que Cedo ha realizado un pedido para dos IIntarema más, ” indicó un encantado Clemens Kitzberger.

Calidad probada del reciclaje como palanca para la economía circular

De acuerdo con el CEO de Erema Manfred Hackl, el reciclaje se está convirtiendo en una importante parte en crecimiento de la industria de los plásticos. “Desde la feria K a finales de octubre, sino antes, se podría decir que el reciclaje tiene un incomparable alto nivel en el sector del plástico, además de ser una tendencia al alza. Tal y como lo vemos, nuestro papel como líder mundial también incluye impulsar el tema del reciclaje y llamar la atención de la gente a las oportunidades y posibilidades que brindan los reciclados de calidad”, dice Manfred Hackl, describiendo la misión de Erema. El objetivo tiene que ser que la industria completa del plástico piense y actúe de forma integrada para crear una imagen positiva, tal y como ya se ha demostrado en los casos de éxito de las industrias del papel, vidrio y metal. “Por eso estamos encantados con los cliente y, en el caso de Cedo Recycling, partners que también se atreven con materiales difíciles y quieren hacer el mejor uso del plástico como recurso.”

Erema ha presentado su primer paquete de Smart Factory (fábrica inteligente) en la industria del reciclaje plástico en la feria K de este año, la cual contó con una gran aprobación entre los recicladores y transformadores. Carefomance se ha diseñado para medir y analizar la máquina, producción y datos de calidad en tiempo real e interconectar la producción y las plantas de reciclaje. Con un sistema MES como el de Erema re360, las empresas como Cedo que operan a escala internacional, pueden realizar un seguimiento de todas sus máquinas en tiempo real. “Hemos sido guiados por dos requisitos en nuestro trabajo de desarrollo: incrementar la productividad de nuestros clientes e impulsar la calidad del reciclado. Esto abre nuevas oportunidades de negocio para nuestros clients y es un paso significativo en la realización de una economía circular, ” continúa Manfred Hackl. Con QualityOn, la medición en línea directa de color y MVR durante la producción, se puede documentar de forma inmediata la calidad del reciclado por primera vez. El reciclador puede presentar al cliente los perfiles de propiedades de los reciclados con sólo apretar un botón. Ahora ya no hay razón para que no existan estándares europeos en el reciclaje plástico.