El
acomodo de las moléculas en una película plástica
no es homogéneo, hay dos estructuras bien definidas:
unas zonas donde las moléculas están acomodadas,
alineadas como A en la figura 2b, este acomodo se denomina cristalino,
hay otras zonas en que el acomodo es aleatorio como las fibras
de un estropajo B, figura 2b, estas configuraciones son
llamadas amorfas.
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figura 2a |
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figura 2b |
El
término cristalino es del dominio de la fisicoquímica,
no tiene nada que ver con la transparencia y se refiere al arreglo
de átomos o moléculas de un cuerpo sólido
en una configuración regular, uniforme (cristal elemental)
que se repite en toda la masa y es propia de cada substancia.
En
el polietileno como en otros plásticos, vimos que además
hay un componente amorfo, es en esta parte donde tiene lugar el
fenómeno de la permeabilidad, esta condición de
amorfo/cristalino del material se mide en porcentaje de cristalinidad,
mientras mayor sea este, la densidad será mayor y menor
la permeabilidad a los gases y vapor de agua, ya que existen menos
espacios en las zonas cristalinas.
Las
zonas amorfas por su arreglo al azar, contiene huecos que
se abren y cierran debido al movimiento natural de las moléculas,
cuya magnitud depende de la temperatura y permiten el paso de
átomos o moléculas de los fluidos permeantes.
Dijimos
que el polietileno se encuentra clasificado por su densidad en
tres denominaciones: alta media y baja, enseguida se muestran
las permeabilidades al oxígeno y al vapor de agua
de sus películas tabla 3, donde se pone de manifiesto,
la influencia de la densidad en la permeabilidad.
| Tabla
3
PERMEABILIDAD. POLIETILENO |
| Densidad |
O2 |
WVTR |
CO2 |
Baja
Media
Alta |
445
250
111 |
1.0-1.5
0.7
0.3-0. |
1967
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300-400 |
La
permeabilidad al oxígeno y al bióxido de carbono
está dada en: cc Por milésima de pulgada de espesor,
por una área de 100 pulgadas cuadradas en 24 horas a
23ºC, y la transmisión de vapor de agua (WVTR) en
gramos en lugar de centímetros cúbicos.
Los
factores que regulan el flujo de los permeantes son entre otros,
el tamaño de su molécula y la volatilidad.
En
la tabla 4 podemos ver la permeabilidad de
las películas plásticas más comunes.
| Tabla
4 PERMEABILIDAD DE MATERIALES
PLÁSTICOS |
Material |
Densidad
g/cm3 |
WVTR |
CO2 |
O2 |
| LDPE |
0.91-0.925 |
1.0-1.5 |
1967 |
445 |
| HDPE |
0.94-0.927 |
0.3-0.4 |
345 |
111 |
| PVC sin aditivos |
1.19-1.35 |
0.9-2 |
970 |
5-20 |
| BOPP |
0.884-0.901 |
0.25-0.7 |
|
150 |
| PET |
1.38-1.41 |
1.8-3.0 |
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4.8-9 |
| PA Nylon 6 |
1.01-1.88 |
6-22 |
160 |
0.02 |
| PVDC |
1.86-1.88 |
0.01-0.1 |
4 |
0.02 |
| EOVH |
1.25 |
2-6 |
|
0.01-1.15 |
| EVA |
0.94 |
3.9 |
|
515-545 |
| Ionómero |
0.94-0.96 |
1.3-2.1 |
226-484 |
|
| PTFE |
1.37-1.39 |
0.9-1.2 |
16 |
6 |
| WVTR |
g/24h/100 in2/mil |
| CO2 y O2 |
cm3/24h/100, in2/mil |
La
columna de la izquierda corresponde a los acrónimos de
los materiales y los datos de la tabla, compilados de distintas
fuentes pueden tener algunas variaciones dependiendo de el fabricante
de la materia prima, del tipo de proceso para fabricar la película
y de las condiciones de operación, es importante que
al estudiar una estructura laminada se afinen más esas
cifras consultando al fabricante.
Cuando
uno de esos materiales es muy delgado, digamos 0.75 milésimas
de pulgada, puede presentar algunos agujeros microscópicos
(pin holes) que producen resultados que no tienen que ver con
la permeabilidad del material sino con su baja calidad. Es necesario
someter a pruebas de laboratorio estos productos al recibirlos
en la planta.
Resistencia
química
Debemos
aclarar que por ataque químico se entiende el cambio
de la estructura molecular, es decir, las moléculas resultantes
corresponden a substancias distintas a las del plástico
original; por otro lado hay líquidos que disuelven al
plástico en mayor o menor grado, sin modificar la molécula,
normalmente estos solventes son de origen orgánico, este
fenómeno se manifiesta desde la aparición de un
hinchado de la película hasta su disolución total
dependiendo del plástico en estudio, del solvente que
se esta probando y de la temperatura de la prueba.
Cuando
se diseña una estructura laminada se deben tener en cuenta
estas propiedades.
A
continuación se tiene una tabla donde aparecen algunos
solventes y no solventes de varios plásticos, no son
los únicos y debe investigarse cada material en particular,
en ciertos casos, la disolución sólo se logra
elevando la temperatura.
En
lo que se refiere al ataque químico, también se
cuenta con tablas que normalmente dan una calificación
como satisfactorio, ataque ligero o insatisfactorio. Incluyo
una tabla de este tipo para el LDPE y el HDPE.
Desde el punto de vista técnico se le da el mismo tratamiento
a los solventes que a los agentes químicos que destruyen
la molécula, sin embargo no debe olvidarse que en este
último caso viene acompañado de un cambio
de las propiedades organolépticas de las moléculas
resultantes que en el caso de productos alimenticios es muy
importante evitar.
Por
último, un activo destructor de las macromoléculas
plásticas es la radiación ultravioleta (UV)
que acompaña a la luz solar en gran proporción,
este efecto se combate agregando aditivos anti UV o pigmentando
de negro la película durante su fabricación o
protegiéndola en la estructura laminada mediante un material
opaco,(como papel) o metalizando los materiales que admiten
ese proceso.
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