Obtención de Plastico Reforzado por Incorporación de Polibutadieno en Nanoparticulas de Poliestireno

RONCO, LUDMILA I.; MINARI, ROQUE J.; MEIRA, GREGORIO R.; GUGLIOTTA, LUIS M.

Los Cocos

Congreso; III Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos (RITEQ 2014); 2014

Comité Organizador

La polimerización en miniemulsión (ME) representa una alternativa para la síntesis de látex híbridos, ya que permite la incorporación de componentes hidrofóbicos en las partículas de polímero, debido a que se evita su difusión a través de la fase acuosa. Por lo tanto, la polimerización en ME posibilita la directa incorporación de PB en nanopartículas de PS con el propósito de sintetizar compuestos poliméricos nanoestructurados, con potenciales aplicaciones en materiales reforzados. Esta estrategia representa una alternativa más amigable con el medio ambiente que los procesos en masa/solución normalmente usados para producir este tipo de materiales. En este trabajo, se investigó la polimerización en ME de St en presencia de PB, con altos contenidos de sólidos (50%) para que el proceso resulte de interés industrial, con el objetivo de sintetizar materiales nanoestructurados de PS-PB para su aplicación como plásticos de ingeniería. Se estudió la cinética de polimerización, microestructura del polímero, morfología de las partículas hibridas, y desempeños mecánicos del material al emplear diferentes sistemas de iniciación, condiciones de polimerización y contenidos de PB. La microestructura molecular y nanomorfología de las partículas híbridas se vieron determinadas por el tipo de iniciador empleado, influyendo estas características de manera significativa en el desempeño mecánico del material. Se destaca que los nanomateriales sintetizados mostraron propiedades mecánicas comparables a los plásticos reforzados comerciales. Por  otra parte, debido a las crecientes regulaciones sobre emisión de contaminantes, la síntesis de productos con contenidos reducidos de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) es un aspecto fundamental para su desarrollo. Desafortunadamente, los látex híbridos sintetizados por polimerización en ME no están libres de VOCs ya que la polimerización raramente procede hasta completarse, quedando inevitablemente una cantidad de monómero sin reaccionar en el polímero. Por esta razón, investigó el desempeño de dos alternativas de post-polimerización con el objetivo de reducir el contenido de estireno (St) residual en látex híbridos de PS-PB: i) post-polimerización mediante el empleo de iniciadores redox; y ii) post-polimerización con iniciación térmica del St a alta temperatura (> 120 ºC). Esta ultima estrategia tiene ?a priori? la ventaja que evita el uso de iniciadores adicionales. Se analizó además, la variación de la microestructura molecular del polímero, de la morfología en las partículas híbridas, y desempeños mecánicos del material, como consecuencia de las estrategias de post-tratamiento. Ambos sistemas de post-polimerización fueron eficientes en la reducción del St remanente, observándose cambios en la microestructura del polímero que afectaron las propiedades mecánicas del material.