Qué ocurre en los polímeros cuando el calor se repite y por qué conviene cuantificarlo.
En los plásticos destinados a envase y embalaje, la temperatura rara vez interviene una sola vez. Desde la extrusión hasta el termosellado, pasando por laminaciones, reprocesados o incluso el uso final, el material atraviesa varios ciclos de calentamiento y enfriamiento. Cada uno parece inofensivo, pero su efecto acumulativo puede modificar de forma silenciosa la estructura del polímero.
La degradación térmica cíclica no siempre se refleja de inmediato. Un material puede mantener sus propiedades aparentes mientras, a nivel molecular, se producen transformaciones que acaban afectando su respuesta mecánica, su estabilidad en proceso
Entender estos mecanismos y cuantificarlos con criterio es clave para garantizar la fiabilidad del material a lo largo de su vida útil.
Qué cambia en el material cuando el calor se repite
Durante ciclos térmicos repetitivos y bajo condiciones típicas de procesado, pueden tener lugar reacciones de oxidación en el polímero, roturas de cadena, cristalización y reordenamientos morfológicos asociados a procesos de cristalización y relajación estructural. En materiales como el PET, la escisión de cadenas es uno de los mecanismos predominantes especialmente determinante, pues reduce el peso molecular medio y modifica las condiciones de procesado.
Estos procesos no afectan al material de forma uniforme: pueden concentrarse en determinadas fracciones o zonas del material y avanzar de manera progresiva. El polímero puede parecer estable, pero mientras se produce una degradación progresiva que reduce el margen de las propiedades funcionales.
Cuando el grado de degradación alcanza niveles suficientes para afectar al comportamiento macroscópico aparecen fallos visibles como fragilidad, soldaduras débiles, cambios reológicos o incluso olores por compuestos volátiles generados durante el calentamiento.
Cómo se mide: IV y fracciones volátiles
El índice de viscosidad (IV) es uno de los indicadores más utilizados para evaluar la degradación asociada a cambios en el peso molecular del polímero. Evaluar su evolución tras varios ciclos térmicos controlados permite estimar el nivel de envejecimiento térmico del material.
El análisis de fracciones volátiles, realizado habitualmente mediante cromatografía de gases, proporciona información sobre los productos de bajo peso molecular y compuestos volátiles o semi volátiles durante la degradación térmica: acetaldehído, algunos oligómeros cíclicos o fragmentos de cadenas de bajo peso molecular. Estos compuestos reflejan tanto el grado como el tipo de degradación —oxidativa o por rotura térmica— y permiten evaluar la estabilidad química del material. Además, son fundamentales para valorar riesgos de migración u olor en aplicaciones de envase, donde la pureza sensorial y funcional es determinante.
Interpretación integrada de los resultados
Combinar los datos de IV y el análisis de volátiles, ofrece una lectura precisa del efecto de los ciclos térmicos. El primero indica la magnitud global de la degradación y el otro identifica los subproductos responsables.
Interpretar estos resultados de forma conjunta permite describir con detalle la evolución estructural del polímero y establecer límites de reprocesado o criterios de aceptación fundamentados en evidencia analítica.