Efecto de un agente de coalescencia sobre la iniciación de la difusión del polímero en films de látex de poli(butil acrilato-co-metil metacrilato)

WALTER F. SCHROEDER; YUANQIN LIU; J. PABLO TOMBA; MOHSEN SOLEIMANI; WILLIE LAU; MITCHELL A. WINNIK

Mar del Plata

Workshop; III Encuentro Nacional de Materia Blanda; 2010

Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA)

Un látex es una dispersión coloidal de pequeñas partículas esféricas de polímero en medio acuoso, con diámetros entre 50 a 400 nm. El proceso de formación de un film desde una dispersión de látex se describe en término de tres etapas sucesivas. En primer lugar, la evaporación de agua conduce al contacto íntimo entre las partículas. A continuación, las partículas se deforman para dar lugar a una estructura sólida libre de huecos. En esta etapa el film carece de resistencia (o integridad) mecánica debido a que sólo actúan fuerzas débiles de adhesión en las caras entre celdas adyacentes. Las propiedades del film evolucionan a medida que las cadenas de polímero difunden a través de las superficies intercelulares creando anclajes físicos que le proveen resistencia mecánica al film. El Grupo del Prof. Winnik ha sido pionero en el uso de la técnica de transferencia de energía no-radiativa basada en medidas de decaimiento de fluorescencia (FRET, Fluorescence Resonance Energy Transfer) para monitorear la difusión del polímero durante la formación de un film de látex. Recientemente el grupo ha desarrollado un nuevo accesorio (WSA-SPC, Wet Sample Accesory-Single Photon Counting), que permite medir difusión del polímero en las cercanías del frente de secado. En este trabajo se utiliza esta nueva técnica para investigar el efecto de un agente de coalescencia clásico, como es el 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol monoisobutirato (TexanolTM, TX), sobre la etapa de iniciación de la difusión del polímero en films de látex de poli(butil acrilato-co-metil metacrilato). Los resultados muestran que TX promueve la difusión del polímero durante un breve periodo de tiempo (entre 1-2 horas) que tiene lugar inmediatamente después del paso del frente de secado. Estos resultados sugieren que el TX agregado a la dispersión se distribuye rápidamente en las partículas de látex, antes del secado del film. Aplicando el modelo de Fujita-Doolittle se puede concluir que la totalidad del TX agregado a la dispersión contribuye a la promoción de la difusión del polímero vía un incremento en la fracción de volumen libre. Finalmente, se observó que una gran extensión de interdifusión del polímero tiene lugar simultáneamente con la remoción de espacios intersticiales ocupados por aire durante la formación del film de látex.