DATOS GENERALES
Q-95-071 Introducción a la Reología y Procesado de Polímeros
(3-0-8) Requisito: Haber cursado al menos el las carrera de LCQ, IQA, IQS, IME,
IMA, IFI.
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Q-95-071 INTRODUCCION A LA REOLOGIA Y PROCESADO DE POLIMEROS
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OBJETIVO GENERAL DE LA MATERIA
Proveer una descripción del comportamiento reológico de los polímeros al estado fundido y presentar el efecto que tal comportamiento tiene en las operaciones de procesado de plástico.
TEMAS Y SUBTEMAS DEL CURSO
1. Introducción a procesado de polímeros. ( 1.5 hrs)
1.1 Descripción de los principales métodos de procesado de polímeros y la maquinaria utilizada.
a. Extrusión
b. Moldeo por inyección
c. Moldeo por soplado
d. Producción de film por soplado y por extrusión
e. Producción de fibras
1.2 Análisis del procesado de polímeros bajo el enfoque de operaciones unitarias.
(Análisis del procesado de polímeros en términos de pasos elementales)
2. Naturaleza de los polímeros y revisión de los procesos utilizados en su síntesis (4.5 hrs.)
2.1 Morfología y estructura de polímeros
2.2 Propiedades de superficie
2.2 Revisión de los métodos de síntesis más comunes y su relación con la estructura de polímero y su estabilidad térmica, química y mecánica.
3. Reología de polímeros fundidos (9hrs.)
3.1 ¿Qué es reología?
3.2 ¿Por qué las propiedades reológicas son importantes?
3.3 Esfuerzo y deformación
3.4 Fenómenos reológicos:
a. Ley de Hooke
b. Viscosidad
c. Viscoelasticidad
d. Tiempo y estructura
e. Plasticidad y esfuerzo de cedencia
3.5 Origen de la naturaleza no-Newtoniana de los polímeros fundidos y en solución
3.6 Tensores
3.7 El tensor de esfuerzo y el de deformación
3.8 Las ecuaciones básicas de Mecánica de Fluidos
4. Viscoelasticidad lineal (6 hrs.)
4.1 Introducción
4.2 El módulo de relajación
4.3 El principio de superposición de Boltzman
4.4 Ecuaciones empíricas para definir el módulo de relajación
4.5 El espectro de relajación
4.6 Creep and Creep recovery: The compliance.
4.7 Teorías moleculares: Predicción del comportamiento lineal
4.8 Superposición de tiempo y temperatura
5. Introducción a viscoelasticidad no lineal (3 hrs.)
5.1 Introducción
5.2 Fenómenos no-lineales
5.3 Teorías del comportamiento no-lineal.
6. Flujo simple de corte y las funciones viscométricas (1.5 hrs.)
6.1 Introducción
6.2 Flujo simple de corte al estado estable
6.3 Flujo viscométrico y su dependencia con respecto a la velocidad de corte y la temperatura.
6.4 Relaciones empíricas.
7. Flujos de corte al estado transitorio
8. Propiedades y mediciones del flujo extensional (1.5 hrs.)
8.1 Introducción
8.2 Flujos extensionales
9. Papel de la Reología en: (9 hrs.)
9.1 Sistemas Multifásicos
9.2 Moldeo por soplado
9.3 Moldeo por inyección
9.4 Composites
10. Pasos elementales en el procesado de polímeros (6 hrs.)
10.1 Manejo de partículas sólidas
10.2 Fundido
10.3 Presurización y bombeo
10.4 Mezclado
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Además de los 3 exámenes parciales y del examen final que son obligatorios, el estudiante presentará por escrito 3 informes parciales mensuales de avance de un proyecto final sobre procesado de polímeros. Dicho tema deberá estar relacionado hasta donde sea posible con su investigación de tesis o área de trabajo (si es estudiante de IQ o LCQ el proyecto final debe relacionarse con un tópico que se relacione con su especialidad). El primer informe mensual será sobre la consulta bibliográfica, antecedentes, objetivo, importancia científica, tecnológica y económica del proyecto; el segundo informe será una discusión de los aspectos reológicos que necesita saber sobre el tema a fin de poder desarrollar un reporte final; el tercer informe debe incluir una discusión de los artículos seleccionados. El reporte final deberá incluir todos los reportes anteriores y una presentación en Power Point que le permita mostrar su dominio sobre el tema y la aplicación que sus conocimientos tienen en la industria de procesado del plástico (acorde con el proceso que haya elegido).
TIEMPO ESTIMADO POR TEMA (total:15 semanas)
Indicado arriba para cada uno de ellos.
POLITICAS DE EVALUACION
La calificación final del curso comprenderá del:
A = Promedio de exámenes mensuales: 40% (10, 15,15)
B = Examen final: 20%
C = Proyecto completo de la investigación 40%
Exámenes Parciales: Para llevar a casa.
Primer reporte: 21 de septiembre
Segundo reporte: 19 de octubre
Tercer reporte: 16 de noviembre
Reporte final y presentación: 23 de noviembre: 18:00-21:00 horas.
LIBRO(S) DE TEXTO
John M. Dealy and Kurt F. Wissburn
"Melt Rheology and its Role in Plastics Processing"
Van Nostrand Reinhold, New York, (1990)
LIBRO(S) DE CONSULTA
Ronald Darby
Viscoelastic Fluids: An Introduction to Their Properties and Behavior
Marcel Dekker Inc., New York and Basel , (1976).
Zehev Tadmor and Costas G. Gogos
Principles of Polymer Processing
John Wiley and Sons, New York, (1979)
John D. Ferry
Viscoelastic Properties of Polymers
Third Edition
John Wiley and Sons, New York, (1980)
Tim A. Osswald and Georg Menges
Materials Science of Polymers for Engineers
Hanser/Gardner Publications, Inc., Cincinnati, (1996)