Efectos de la temperatura en la extrusión de cubiertas de PVC
Durante el proceso de extrusión de cubiertas de cable, el cloruro de polivinilo (PVC) atraviesa distintos estados termodinámicos que determinan sus propiedades reológicas y mecánicas. Es fundamental un control estricto de la temperatura: el subcalentamiento produce una gelificación (fusión) incompleta, alta viscosidad de fusión y defectos superficiales como el fenómeno de «piel de tiburón»; por el contrario, el sobrecalentamiento desencadena la degradación térmica autocatalítica, liberando ácido clorhídrico (HCl) y generando huecos, decoloración y una disminución de la resistencia a la tracción. Mantener la ventana de procesamiento óptima —generalmente entre 160 °C y 190 °C, según el contenido de plastificante— garantiza una gelificación completa, una presión de fusión adecuada y la máxima integridad mecánica de la cubierta de cable final, cumpliendo con normativas como la IEC 60502.
Matriz de Parámetros Técnicos: Comportamiento Térmico del PVC
La tabla que se presenta a continuación detalla cómo las distintas zonas de temperatura afectan el estado físico, el comportamiento de procesado y las propiedades finales del material de los compuestos de PVC durante el proceso de extrusión.
| Rango de Temperatura | Estado Termodinámico | Viscosidad de Fusión y Flujo | Efecto en las Propiedades de la Cubierta Final | Riesgo / Resultado del Procesado |
|---|---|---|---|---|
| < 150 °C | Sin fusión / Vítreo a Viscoelástico | Viscosidad extremadamente alta; requiere un par elevado | Baja resistencia a la tracción, bajo alargamiento a la rotura, rugosidad superficial | Gelificación incompleta; sobrecarga del equipo |
| 160 °C – 175 °C | Fusión inicial / Gelificación parcial | Alta viscosidad; presión de fusión inestable | Resistencia mecánica moderada; posible aparición de microhuecos | Rango estándar para PVC altamente plastificado (blando); riesgo de defecto «piel de tiburón» a velocidades elevadas |
| 175 °C – 190 °C | Estado de fusión óptimo (gelificación ≥95%) | Fusión homogénea; adelgazamiento por corte estable | Máxima resistencia a la tracción (≥ 12,5 MPa), alargamiento óptimo (≥ 150%) | Ventana de procesado ideal; acabado liso, conforme a la norma BS 6746 |
| 195 °C – 205 °C | Sobrecalentado / Degradación inicial | Viscosidad muy baja; aparición de fractura de fusión | Disminución de la rigidez dieléctrica, amarillamiento, pérdida de propiedades ignífugas | Degradación térmica inicial; liberación de plastificantes volátiles |
| > 210 °C | Descomposición térmica | Degradación severa; desprendimiento de gases | Cubierta frágil, huecos estructurales, fallo en ensayos de envejecimiento según norma IEC 60811 | Liberación autocatalítica de HCl; daños corrosivos en el cañón, tornillo y boquilla |
Mecanismos de Degradación y Cumplimiento E-E-A-T
Descomposición Térmica del PVC
El PVC es intrínsecamente sensible al calor debido a defectos estructurales (como los sitios de cloro alílico) generados durante la polimerización. Cuando las temperaturas de procesado superan los 200 °C, se produce la deshidrocloración. Esta reacción libera gas de ácido clorhídrico (HCl) peligroso, el cual actúa como catalizador para acelerar una degradación adicional, formando secuencias poliénicas que provocan la decoloración del polímero, pasando del amarillo al negro.
Impacto en el Cumplimiento de Normas Internacionales
- Propiedades Mecánicas (IEC 60502-1): Las desviaciones respecto a la ventana óptima de temperatura de gelificación reducen la resistencia a la tracción por debajo del requisito normativo de 12,5 N/mm² y el alargamiento por debajo del 150%.
- Retardancia a la Llama: El sobrecalentamiento volatiliza aditivos como parafinas cloradas o trióxido de antimonio, afectando el rendimiento de la cubierta durante los ensayos de propagación de llama según la norma IEC 60332.
- Resistencia de Aislamiento: La degradación térmica genera especies polares y huecos dentro de la matriz de la cubierta, aumentando el factor de pérdida dieléctrica y disminuyendo la resistencia de aislamiento.