Caracterización reológica en el punto de gel del poli (óxido de etileno) y el poli(ε-caprolactona): Influencia de la temperatura en los módulos viscoelásticos

Resumen

El punto de gel es una transición reológica fundamental en sistemas poliméricos, caracterizada por la igualdad entre los módulos viscoelásticos elástico (G′) y viscoso (G″), y resulta determinante para comprender la procesabilidad y estabilidad estructural del material. En este trabajo se analizó de manera comparativa la reología en el punto de gel del poli (óxido de etileno) (PEO) y el poli(ε-caprolactona) (PCL), evaluando la influencia de la temperatura sobre los módulos viscoelásticos y la viscosidad compleja. Los ensayos reológicos se realizaron a 80, 100 y 120 °C, identificando el punto de gel a partir de la condición G′ ≈ G″ para cada polímero. Los resultados muestran que el PEO alcanza el punto de gel a frecuencias angulares que aumentan con la temperatura, pasando de 1.80 rad s⁻¹ a 80 °C hasta 2.70 rad s⁻¹ a 120 °C. En este intervalo, los valores de G′ y G″ permanecen prácticamente constantes, con valores cercanos a 4.6–5.0 Pa, mientras que la viscosidad compleja disminuye de 2.92 Pa·s a 2.32 Pa·s al incrementar la temperatura. Por su parte, el PCL presenta el punto de gel a frecuencias ligeramente menores, entre 1.60 rad s⁻¹ y 2.10 rad s⁻¹, pero con módulos viscoelásticos superiores, alcanzando valores de G′ y G″ de aproximadamente 5.1 Pa a 80 °C y hasta 5.6 Pa a 120 °C. Asimismo, la viscosidad compleja del PCL se mantiene más elevada (3.38–3.65 Pa·s), indicando una mayor contribución elástica en el punto de gel. Estos resultados evidencian diferencias significativas en la respuesta viscoelástica y en los mecanismos de reorganización molecular de ambos polímeros bajo condiciones térmicas equivalentes. Los parámetros reológicos obtenidos en el punto de gel proporcionan directrices valiosas para la definición de ventanas de procesamiento, permitiendo un mejor control del procesamiento en fusión, la extrusión de filamento y los procesos de manufactura aditiva dependientes de la temperatura, como la fabricación por filamento fundido (FFF).