Mejoradores de superficies
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Mejoradores de superficies
Esta clase de aditivos también se puede considerar como coadyuvantes de procesamiento de polímeros. Surgen una serie de defectos superficiales durante la fabricación de polímeros extruidos, denominados piel de tiburón, piel de serpiente y piel de naranja, todos ellos relacionados con la reología del polímero fundido y, en particular, con la fractura del polímero fundido. La fractura por fusión es un fenómeno de flujo que ocurre cuando el polímero fundido fluye a través de la matriz y comienza en el punto de entrada de la matriz, como lo demuestran las grandes irregularidades en la forma o la superficie del extruido. Por lo tanto, se considera que la fractura por fusión es el resultado de deformaciones elásticas no uniformes o irregulares en el material en la entrada de la matriz. La velocidad de corte en la superficie del polímero es tan alta que la superficie del polímero comienza a fracturarse. Es decir, hay un deslizamiento de la superficie del polímero extruido con respecto al cuerpo del polímero fundido. La superficie en general. no puede fluir lo suficientemente rápido para mantenerse al día con el cuerpo del extruido y se produce una fractura en la masa fundida. Estas irregularidades en la forma o superficie del extruído son indeseables. Por ejemplo, las irregularidades en el sistema polimérico producirán un patrón poco atractivo en las películas sopladas. Los auxiliares de procesamiento generalmente se agregan al polímero para que, durante la etapa de procesamiento por fusión, migren a la superficie del polímero y provoquen un efecto lubricante entre el polímero y las superficies de la matriz, lo que da como resultado un alto rendimiento con una fractura de fusión reducida. Sin embargo, en algunos casos la fractura por fusión es una propiedad deseable ya que se pueden desarrollar patrones atractivos en la superficie de los productos poliméricos extruidos forzando el polímero fundido a través de una matriz que está recubierta con un patrón controlado de material de baja energía superficial. La fractura por fusión del polietileno a medida que emerge de la matriz se produce en los espacios del material de recubrimiento, que puede ser silicio, un compuesto inorgánico o un polímero que contiene flúor. A continuación se describen diferentes tipos de aditivos utilizados para reducir la fractura de la masa fundida durante las etapas de procesamiento y reciclaje de polímeros:
Compuestos de fluorocarbono
Se sabe que los auxiliares de procesamiento de fluorocarbono alivian parcialmente los defectos de fusión en formulaciones de polímeros termoplásticos extruibles a base de hidrocarburos y tienen la capacidad de permitir una extrusión más rápida y eficiente. Blatz desarrolló el uso de auxiliares de procesamiento de polímeros de fluorocarbono con polímeros de hidrocarburo extruibles por fusión, en los que los polímeros fluorados son homopolímeros y copolímeros de olefinas fluoradas con una relación atómica de flúor a carbono de al menos 1:2, y también polímeros de fluorocarbono que tienen características de flujo de fusión similares a los de los polímeros de hidrocarburos. Los estudios muestran que los homopolímeros de fluoruro de vinilideno también se pueden usar para mejorar la extrusión de polietileno de baja densidad (LDPE) y que los fluoropolímeros multimodales tienen un rendimiento superior a los fluoroplásticos unimodales cuando funcionan como aditivos de procesamiento de polímeros.
Acrílicos
Los coadyuvantes de procesamiento a base de acrílico se pueden emplear para mejorar la extrusión de polietileno de alta densidad (HDPE). Sin embargo, este auxiliar de procesamiento muestra solo una mejora marginal en la extrusión de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) con una estrecha distribución de peso molecular. Además, los polímeros acrílicos son generalmente mucho menos costosos que los fluoropolímeros. En consecuencia, existe una ventaja económica al emplear acrílicos en lugar de fluoropolímeros como aditivos de procesamiento. Sin embargo, los estudios indican que la simple adición de un polímero acrílico y un fluoropolímero a un proceso de extrusión de polietileno produce resultados antagónicos, lo que implica que el rendimiento producido por uno se ve afectado negativamente por la simple adición del otro.
Sales orgánicas
Se ha demostrado que el estearato de zinc reduce la fractura por fusión en los poliésteres. En este trabajo, los autores mezclaron sales de zinc con el poliéster en una amplia gama de equipos de procesamiento por fusión, como mezcladoras o extrusoras Banbury. En la técnica se pueden utilizar extrusoras de un solo tornillo o de dos tornillos. Un proceso comúnmente empleado consiste en agregar la sal de zinc al poliéster para hacer un lote maestro de la sal de zinc de un ácido orgánico dentro del material base del polímero, como un poliéster o una poliolefina. Las poliolefinas adecuadas para este propósito incluyen polipropileno, LLDPE o HDPE. El masterbatch se mezcla durante la etapa de extrusión en el poliéster deseado. Se encontró que la concentración de la sal de zinc en el masterbatch oscilaba entre el 5 % y el 30 %.