Morfología de Mezclas Ternarias PE/PP/PS. Mejoramiento de la Adhesión Interfasial Mediante Compatibilización Reactiva

DÍAZ, MÓNICA FÁTIMA; BARBOSA, SILVIA ELENA; CAPIATI, NUMA JOSÉ

Río Hondo, Argentina

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Quómica Inorgánica; 2005

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

La tendencia actual en el desarrollo de materiales poliméricos de interés comercial masivo es generarlos a partir de mezclado de homopolímeros y/o copolímeros de bajo precio. Estos materiales son frecuentemente inmiscibles. Así, los dominios de la fase minoritaria no se dispersan bien en la mayoritaria debido a la alta tensión interfasial, generando partículas grandes, polidispersas en tamaño, con baja adhesión y poco estables en procesamientos ulteriores debido a la coalescencia entre ellas. Todos estos factores generan mezclas con malas propiedades finales, para mejorarlas se deben compatibilizar las fases. Dentro de las técnicas de compatibilización, el mezclado reactivo es una de las más eficientes. Estas técnicas se aplican con éxito a mezclas de dos homopolímeros inmiscibles. Por el contrario, la temática de mezclas con más de dos de estos componentes está muy poco estudiada, particularmente la mezcla PE/PP/PS (polietileno/polipropileno/poliestireno). El estudio de compatibilización de mezclas multicomponentes de polímeros inmiscibles resulta complejo, debido al número de variables que involucra. Entre las más importantes se pueden citar la relación de viscosidades de los componentes (l = hfase dispersa/hfase mayoritaria); la estructura y largo de cadena de todas las especies presentes que llevarán a combinaciones definidas entre ellas según las afinidades estéreo-químicas. La compatibilización de sistemas ternarios, debe asegurar esencialmente que todas las interfases experimenten la modificación deseada. En este trabajo, se aplicó la reacción de alquilación de Friedel-Crafts sobre la mezcla PE/PP/PS, en undido, utilizando como sistema catalizador AlCl3/estireno. El primer paso fue la preparación de las mezclas físicas ternarias de composición constante. Las mejores condiciones de procesamiento, se evaluaron en función del menor tamaño de partícula de ambas fases minoritarias y la menor dispersión de tamaños. En la etapa de ensayos del mezclado, se probaron: orden de agregado de los componentes, velocidad y tiempo de mezclado. De acuerdo al diseño experimental efectuado, la mayor homogeneidad del mezclado se logró fundiendo los homopolímeros en el siguiente orden relativo a sus temperaturas de transición vítrea, primero PS, luego PP y por último PE. De este modo se asegura que el homopolímero ya incorporado esté completamente fundido y homogeneizado cuando se agrega el siguiente. Una vez obtenida la mezcla física, se llevó a cabo la reacción agregando el sistema catalítico sobre la mezcla fundida. Se exploraron diferentes concentraciones de catalizador y se mantuvo constante la de estireno. Se realizó el estudio morfológico sobre fracturas criogénicas de todas las mezclas y se pudo observar una disminución en el tamaño de partículas de las fases minoritarias y un mejoramiento en la adhesión interfasial, respecto de la mezcla sin compatibilizar. La reacción propuesta, llevada a cabo en fundido, directamente en el equipo de procesamiento de los polímeros, es de bajo costo y no emplea solventes. Por lo tanto resulta ser una buena alternativa para la compatibilización de estas mezclas debido a su alta relación economía-eficiencia de compatibilización.l = hfase dispersa/hfase mayoritaria); la estructura y largo de cadena de todas las especies presentes que llevarán a combinaciones definidas entre ellas según las afinidades estéreo-químicas. La compatibilización de sistemas ternarios, debe asegurar esencialmente que todas las interfases experimenten la modificación deseada. En este trabajo, se aplicó la reacción de alquilación de Friedel-Crafts sobre la mezcla PE/PP/PS, en undido, utilizando como sistema catalizador AlCl3/estireno. El primer paso fue la preparación de las mezclas físicas ternarias de composición constante. Las mejores condiciones de procesamiento, se evaluaron en función del menor tamaño de partícula de ambas fases minoritarias y la menor dispersión de tamaños. En la etapa de ensayos del mezclado, se probaron: orden de agregado de los componentes, velocidad y tiempo de mezclado. De acuerdo al diseño experimental efectuado, la mayor homogeneidad del mezclado se logró fundiendo los homopolímeros en el siguiente orden relativo a sus temperaturas de transición vítrea, primero PS, luego PP y por último PE. De este modo se asegura que el homopolímero ya incorporado esté completamente fundido y homogeneizado cuando se agrega el siguiente. Una vez obtenida la mezcla física, se llevó a cabo la reacción agregando el sistema catalítico sobre la mezcla fundida. Se exploraron diferentes concentraciones de catalizador y se mantuvo constante la de estireno. Se realizó el estudio morfológico sobre fracturas criogénicas de todas las mezclas y se pudo observar una disminución en el tamaño de partículas de las fases minoritarias y un mejoramiento en la adhesión interfasial, respecto de la mezcla sin compatibilizar. La reacción propuesta, llevada a cabo en fundido, directamente en el equipo de procesamiento de los polímeros, es de bajo costo y no emplea solventes. Por lo tanto resulta ser una buena alternativa para la compatibilización de estas mezclas debido a su alta relación economía-eficiencia de compatibilización.3/estireno. El primer paso fue la preparación de las mezclas físicas ternarias de composición constante. Las mejores condiciones de procesamiento, se evaluaron en función del menor tamaño de partícula de ambas fases minoritarias y la menor dispersión de tamaños. En la etapa de ensayos del mezclado, se probaron: orden de agregado de los componentes, velocidad y tiempo de mezclado. De acuerdo al diseño experimental efectuado, la mayor homogeneidad del mezclado se logró fundiendo los homopolímeros en el siguiente orden relativo a sus temperaturas de transición vítrea, primero PS, luego PP y por último PE. De este modo se asegura que el homopolímero ya incorporado esté completamente fundido y homogeneizado cuando se agrega el siguiente. Una vez obtenida la mezcla física, se llevó a cabo la reacción agregando el sistema catalítico sobre la mezcla fundida. Se exploraron diferentes concentraciones de catalizador y se mantuvo constante la de estireno. Se realizó el estudio morfológico sobre fracturas criogénicas de todas las mezclas y se pudo observar una disminución en el tamaño de partículas de las fases minoritarias y un mejoramiento en la adhesión interfasial, respecto de la mezcla sin compatibilizar. La reacción propuesta, llevada a cabo en fundido, directamente en el equipo de procesamiento de los polímeros, es de bajo costo y no emplea solventes. Por lo tanto resulta ser una buena alternativa para la compatibilización de estas mezclas debido a su alta relación economía-eficiencia de compatibilización.