Resinas de hidrocarburo
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Resinas aromáticas / alifáticas C5 y C9
Las resinas utilizadas para fabricar adhesivos de fusión en caliente a base de SBC se dividen en dos categorías: modificadores de bloque final y modificadores de bloque medio. Una resina modificadora de bloque final es generalmente una con suficiente estructura aromática que solo se asocia con los dominios de bloque final estirénico. Si la resina tiene un punto de reblandecimiento inferior al estireno, hará que los bloques finales se derritan a una temperatura más baja, reduciendo la viscosidad de fusión y la temperatura de aplicación del compuesto. Si la resina tiene un punto de reblandecimiento mayor que el estireno, tiende a reforzar la estructura de reticulación y proporciona una mayor resistencia a la temperatura. Dado que estas resinas se asocian solo con la fase de bloqueo final del adhesivo, generalmente no contribuyen a la adherencia y adhesión del sistema. Las resinas modificadoras de mitad de bloque son agentes de pegajosidad que se asocian solo con el bloque de goma y contribuyen a la adherencia y adhesión del sistema. Como el uso de un bloque intermedio diluye la porción estirénica del polímero, tienden a disminuir la densidad de reticulación y la cohesión del sistema.Los elastómeros termoplásticos basados en copolímeros de bloques estirénicos (SBC) y las mezclas de SBC con varios plásticos han atraído especial atención debido a la flexibilidad de procesamiento y las propiedades mecánicas y elásticas que ofrecen en diferentes proporciones de mezcla. El efecto de la composición de la mezcla SEBS/PP en la reología del fundido, el comportamiento de fluencia a la tracción, la resistencia al impacto y la cristalización del componente de PP y su efecto en las propiedades de tracción ha sido ampliamente estudiado. Incorporando la resinas monoméricas aromáticas puras (PMR) se modifica la estructura de fase y la compatibilidad de las mezclas de SEBS/PP, y se mejora las propiedades mecánicas y la procesabilidad. Los PMR se producen a partir de corrientes de monómeros aromáticos puros, especialmente derivados de estireno y alquilestireno. Las principales ventajas de los PMR incluyen color claro (blanco agua), excelente estabilidad térmica, resistencia a la temperatura (similar a las resinas de hidrocarburos hidrogenados) y peso molecular controlado. Aunque el efecto de las resinas añadidas sobre las propiedades de los copolímeros de bloque de poliestireno-bloque-polibutadieno-poliestireno (SBS), poliestireno-bloque-poliisopreno-bloque-poliestireno (SIS) y SEBS se ha estudiado en aplicaciones de TPE; no se ha estudiado la influencia de los PMR en las propiedades mecánicas y la morfología de SEBS/PP. Además, Eastman ha desarrollado recientemente varios PMR nuevos con bajo VOC que tienen un contenido de monómero residual muy bajo y un contenido orgánico volátil total en comparación con los PMR tradicionales (de otros proveedores y de Eastman) en el mercado, utilizando una tecnología de procesamiento patentada. Este artículo también proporcionará la evaluación de las características de volatilidad de los nuevos PMR de baja volatilidad y sus características de rendimiento de TPE.
Resinas de hidrocarburo
Las resinas de hidrocarburo se fabrican a partir de materias primas a base de petróleo, ya sean alifáticas (C5), aromáticas (C9), DCPD (diciclopentadieno) o mezclas de éstas. Hay tres categorías básicas de resinas pegajosas de hidrocarburos, algunas con varias subcategorías. Fuentes de los derivados del petróleo resina de petróleo debido a su nombre, tiene un bajo valor de ácido, buena miscibilidad, resistente al agua hasta etanol y sustancias químicas características del ácido es químicamente estable, y ajustar la viscosidad y estabilidad térmica, buena características. Resina de petróleo generalmente no se usa sola, sino como promotores, reguladores, modificadores y otras resinas se usan juntos.
Selección
La selección de un agente de pegajosidad para un copolímero de bloque depende de la composición del bloque medio. Los copolímeros de bloque de estireno-isopreno-estireno son los más fáciles de aplicar y son más compatibles con los adhesivos C5, C5 hidrogenados y C9 hidrogenados. Los copolímeros de bloque SBS son algo más difíciles de aplicar, son menos estables que SIS y requieren adhesivos híbridos C5/C9 o ésteres de colofonia. Los copolímeros de bloque SBS están más fácilmente disponibles y cuestan menos que SIS. Los copolímeros de bloque de estireno-etileno-buteno-estireno (SEBS) tienen bloques medios completamente saturados para lo último en estabilidad y bajo color, pero son los SBC más difíciles de aplicar. Los copolímeros de bloques SEBS requieren adhesivos C5 o C9 completamente hidrogenados para producir un adhesivo útil.
Resinas Alifáticas (C5)
C5, las resinas alifáticas se llaman así porque generalmente son polímeros de monómeros con cinco carbonos. Las resinas alifáticas básicas C5 tienen colores Gardner entre 1,5 y 6 (de amarillo claro a marrón claro) y se usan principalmente para pegar polímeros alifáticos, especialmente caucho natural, EVA, SIS y APO. Las resinas alifáticas C5 hidrogenadas son agentes de pegajosidad hidrocarbonados C5 básicos que se han hidrogenado para mejorar su color y estabilidad térmica.
Resinas Alifáticas C5 hidrogenadas
Las resinas alifáticas C5 hidrogenadas son adhesivos básicos de hidrocarburos C5 que han sido hidrogenados para mejorar su color y estabilidad térmica.
Resinas Aromáticas (C9)
C9, las resinas aromáticas se llaman así porque generalmente son polímeros de monómeros aromáticos de nueve carbonos. Se basan en materias primas aromáticas que experimentan muy poca renovación antes de la polimerización de la resina.
Resinas aromáticas C9 hidrogenadas
Las resinas aromáticas C9 hidrogenadas se producen a través de la hidrogenación controlada de resinas aromáticas monoméricas básicas o puras. Una resina de pegamento de hidrocarburo hidrogenado es la mejor opción cuando el color y la estabilidad son preocupaciones primordiales. Por lo general, estas resinas son incoloras (blancas como el agua) y son muy estables al calor, a la intemperie y a la oxidación. La mayoría son hipoalergénicos, sin propiedades de sensibilización de la piel y son ideales para adhesivos utilizados en la industria médica, donde estas consideraciones son críticas.
Mezcla de Resinas alifáticas / aromáticas C5 / C9
Las resinas alifáticas / aromáticas C5 / C9 son adhesivos C5 copolimerizados con monómeros aromáticos. Son excelentes adhesivos para su uso en EVA, SBS y polímeros de caucho natural. También se pueden usar en HMPSA basado en SIS para proporcionar bajas viscosidades de fusión con un equilibrio óptimo entre cohesión y adhesión. A veces, las resinas C5 ligeramente aromáticas modificadas se usan en APO para proporcionar compatibilidad limitada que resulta en tiempos de apertura más cortos. Los colores más oscuros y los de menor costo a menudo se usan en el embalaje de HMA basado en EVA. Estas resinas se basan principalmente en C9 copolimerizadas con monómeros alifáticos C5.
Pure Monomer (C9)
Pure Monomer C9, las resinas aromáticas se basan en materias primas aromáticas que han sido altamente purificadas antes de la polimerización. Estos suelen ser de color blanco agua con excelente estabilidad. Los tipos de punto de reblandecimiento más bajo (<100°C) se utilizan principalmente en EVA para adhesivos de encuadernación y para mejorar la resistencia a la fluencia en HMA para pañales. Los tipos de resinas de monómeros puros de punto de reblandecimiento más alto son útiles como refuerzos de bloque final (mejoran la fuerza de cohesión) en copolímeros de bloques estirénicos, SIS, SBS y SEBS.
Resinas alifáticas de carbono C5
Que proporcionan un buen balance entre resistencia y cohesión. Se usan principalmente en cubiertas adhesivas, pegantes calientes y pintura de carretera. Mejoran la homogeneidad de las mezclas de caucho de polímeros de diferentes polaridades y viscosidades. Estas resinas aromáticas imparten una mejor dispersión de las materias primas y facilitan el mezclado durante el mezclado, la extrusión y el calandrado.
Tratamos resinas C5 y C9 con diferentes puntos de fusión de 80°C a 140°C. Contáctenos info@mexpolimeros.com
Producción
Las resinas de hidrocarburos están hechas de materias primas a base de petróleo, ya sean alifáticas (C5), aromáticas (C9), DCPD (diciclopentadieno) o mezclas de estas. Hay tres categorías básicas de resinas adherentes de hidrocarburos, algunas con varias subcategorías. Las resinas aromáticas C9 hidrogenadas se producen a través de la hidrogenación controlada de resinas aromáticas monoméricas básicas o puras. Una resina de adherente de hidrocarburo hidrogenado es la mejor opción cuando el color y la estabilidad son preocupaciones primordiales. Por lo general, estas resinas son incoloras (blanco agua) y son muy estables al calor, a la intemperie y a la oxidación. La mayoría son hipoalergénicos, sin propiedades de sensibilización de la piel y son ideales para los adhesivos utilizados en la industria médica donde estas consideraciones son críticas. Las resinas alifáticas / aromáticas C5 / C9 son agentes adherentes C5 copolimerizados con monómeros aromáticos. Son excelentes adherentes para su uso en EVA, SBS y polímeros de caucho natural. También se pueden usar en HMPSA basado en SIS para proporcionar viscosidades de bajo punto de fusión con un equilibrio óptimo entre la cohesión y la adhesión. A veces, las resinas C5 modificadas ligeramente aromáticas se usan en APO para proporcionar una compatibilidad limitada que resulta en tiempos abiertos más cortos. Los tipos de colores más oscuros y de bajo costo a menudo se utilizan en envases HMA basados en EVA. Estas resinas son principalmente copolimerizadas a base de C9 con monómeros alifáticos C5.
Resinas de hidrocarburos a base de petróleo
Debido a la disponibilidad limitada de materias primas para la producción de resinas de terpeno y cumarona-indeno, estas han sido reemplazadas en gran medida por resinas de hidrocarburos a base de petróleo o simplemente resinas de hidrocarburos. Las materias primas de monómero para estas resinas de hidrocarburos se obtienen del craqueo al vapor de materias primas de petróleo pesado. Las materias primas son una mezcla compleja de monómeros formadores de resina e hidrocarburos no formadores de resina. Las materias primas se clasifican por el contenido de carbono de los monómeros. Las resinas producidas a partir de la fracción C4-C6 se identifican como resinas C5 o alifáticas. Las resinas producidas a partir de la fracción C8-C10 se identifican como resinas aromáticas C9. La mezcla de las corrientes de monómeros y / o la adición de otras materias primas permite adaptar las propiedades de la resina para satisfacer los requisitos de aplicaciones específicas. Tanto las resinas alifáticas como las aromáticas son producidas por la polimerización catalizada por ácido de Lewis de la corriente de monómero. Después de la neutralización y eliminación del catalizador mediante lavado, los monómeros sin reaccionar y los hidrocarburos que no forman resina se eliminan mediante una combinación de evaporación y destilación con vapor de agua. El ciclopentadieno se elimina de la corriente C4 - C5 antes de la polimerización de la corriente C4 - C5 y se dimeriza. para formar diciclopentadieno (DCPD). Las resinas obtenidas de DCPD se producen mediante polimerización térmica. Son inherentemente reactivos, tienen un olor distintivo y son de color muy oscuro. La hidrogenación se utiliza para mejorar el color y la estabilidad de estas resinas. Las resinas DCPD tienen algunas características aromáticas y exhiben características de solubilidad intermedias entre las de las resinas alifáticas y aromáticas. Las resinas producidas a partir de corrientes de monómeros puros exhiben altos puntos de reblandecimiento, se utilizan cuando se requiere un aumento de la dureza y el módulo y se clasifican como resinas de refuerzo. Por lo general, son de color blanco agua y se utilizan cuando el color y la estabilidad son importantes y el costo no es una preocupación importante.
Propiedades de las resinas de hidrocarburos
Las propiedades de las resinas de hidrocarburos, temperatura de transición vítrea (Tg), punto de reblandecimiento (Ts), viscosidad, peso molecular (MW), distribución de peso molecular (Mn / Mw) y compatibilidad o miscibilidad están determinadas por la mezcla de monómeros en la corriente de alimentación y las condiciones de polimerización. A su vez, estas propiedades determinan cómo se comporta la resina en el compuesto de caucho. Otras propiedades como la insaturación residual, el color y la acidez / basicidad determinan las influencias secundarias que tienen las resinas sobre el curado y el rendimiento de los compuestos.
Temperatura de transición vítrea / Punto de ablandamiento
La temperatura de transición vítrea (Tg) es la temperatura a la que un material cambia de un vidrio rígido a un líquido altamente viscoso. La Tg de una resina es función de los monómeros, el peso molecular (PM) y el grado de ramificación. El volumen resultante de la ramificación y la rigidez introducida por los monómeros que contienen estructuras de anillo restringen el movimiento de las cadenas de polímero. El movimiento restringido conduce a una Tg más alta de la que se esperaría para un polímero lineal de peso molecular similar. Aunque existen varios procedimientos analíticos para determinar la Tg, la industria de la resina ha utilizado el punto de ablandamiento del anillo y la bola (Ts, Método de prueba ASTM E 28) para medir este cambio. El punto de ablandamiento se define como la temperatura a la que la resina tiene una viscosidad aparente de 1 x 106 poise. Los puntos de reblandecimiento (Ts) están relacionados con la Tg, pero también están determinados por el aumento de temperatura por encima de la Tg requerida para que la viscosidad de la resina descienda a 1 x 106 poise. La diferencia entre Tg y Ts es pequeña para materiales de bajo peso molecular, pero aumenta a medida que aumenta el peso molecular, porque se requieren temperaturas más altas para reducir la viscosidad de la resina de alto peso molecular al nivel de 1 x 106 poise. Las resinas de hidrocarburos varían desde líquidos con puntos de ablandamiento por debajo de la temperatura ambiente hasta materiales duros y quebradizos con puntos de ablandamiento de hasta 180 ° C - 190 ° C. Las resinas con puntos de ablandamiento bajos inferiores a 110 ° C se utilizan como coadyuvantes de proceso, suavizantes y agentes de pegajosidad. Las resinas de alto punto de reblandecimiento se utilizan como refuerzos para la matriz de caucho.
Viscosidad
En el punto de transición vítrea, la viscosidad de la resina es extremadamente alta. A medida que la temperatura de la resina se eleva por encima de la Tg, hay una marcada caída de la viscosidad. La viscosidad continúa cayendo bruscamente a medida que aumenta la temperatura a los rangos encontrados en la mezcla y procesamiento de compuestos de caucho. Para varios tipos de resinas de hidrocarburos. El módulo dinámico de las resinas también cae drásticamente a medida que la temperatura de la resina pasa a través del punto de transición vítrea y continúa bajando a medida que se alcanzan las temperaturas de mezcla y procesamiento. En comparación, hay una gran caída inicial en el módulo dinámico del caucho en el punto de transición vítrea, pero la disminución del módulo dinámico con incrementos adicionales de temperatura es menos severa. Solubilidad y compatibilidad El desempeño de las resinas en el caucho está directamente relacionado con su solubilidad o compatibilidad en el caucho. Aunque, como se mencionó anteriormente, hay una serie de enfoques teóricos para determinar la compatibilidad, las industrias del caucho y la resina se han basado en el viejo adagio "como se disuelve como", que es un enfoque simplificado del "parámetro de solubilidad" de Hildebrand. Acercarse. La compatibilidad de la resina se estima mediante el uso de mediciones del punto de enturbiamiento en disolventes adecuados. A medida que se enfría una solución caliente de la resina, la temperatura a la que la resina sale de la solución se define como el punto de enturbiamiento. Las temperaturas más bajas son indicativas de una mejor solubilidad. Al realizar pruebas en disolventes de características conocidas, la solubilidad se puede correlacionar con la compatibilidad en el caucho. Los alcoholes minerales inodoros y una mezcla de metilciclohexano y anilina se utilizan en la industria para medir el carácter aromático de la resina de hidrocarburo. Combinando la información obtenida de las mediciones del punto de enturbiamiento con las características conocidas de los cauchos, es posible estimar la compatibilidad de la resina con el caucho. Insaturación residual Cualquier insaturación residual en la resina tiene el potencial de interferir con el curado del compuesto de caucho. ASTM D 1959 (índice de yodo) es la prueba que se usa para determinar el nivel de insaturación. La velocidad y el grado de curado, así como los cambios en las propiedades físicas del compuesto curado, pueden correlacionarse con la cantidad de resina de hidrocarburo utilizada y el nivel de insaturación en la resina, medido por el índice de yodo. Además, los resultados del estudio muestran que las resinas de hidrocarburos no funcionan simplemente como diluyentes o plastificantes, sino que pueden competir con el caucho por los curadores de azufre. El grado de competencia determina la velocidad de curado y las propiedades físicas del compuesto curado. Sin embargo, las resinas no parecen estar involucradas en el proceso de curado hasta el punto de formar enlaces cruzados caucho-resina.
Color
El color es un atributo importante a la hora de modificar materiales de color claro llenos de minerales. Cualquier color en la resina influirá en el color del compuesto de caucho. Se han desarrollado dos procedimientos de prueba para medir el color. La ASTM D 1544 se utiliza para resinas que varían de color moderadamente claro a muy oscuro. La ASTM D 1209 se utiliza para medir las diferencias de color de las resinas blancas como el agua (generalmente las resinas puras basadas en monómeros).
Acidez y basicidad
Se sabe que el curado del caucho con azufre es retardado por los ácidos y acelerado por las bases. Cualquier acidez o basicidad residual en la resina puede cambiar el curado de un compuesto modificado con resina en relación con el control. Es posible compensar este cambio con ajustes del sistema de curado si los niveles de acidez o basicidad son constantes, pero es imposible realizar cambios si los niveles cambian constantemente. Para controlar las velocidades de curado, se especifican los niveles de acidez o basicidad. El nivel de acidez se controla midiendo el índice de acidez, mientras que el nivel de basicidad se controla midiendo el índice de base o el índice de saponificación.
Rendimiento de la resina de hidrocarburo
Las resinas de hidrocarburo con la combinación de alta Tg y bajo peso molecular hacen que estas resinas sean únicas entre los ingredientes disponibles para los fabricantes de caucho. El caucho, por otro lado, es un material de bajo Tg y alto peso molecular que exhibe una alta viscosidad en un amplio rango de temperatura por encima del punto de transición vítrea, mientras que los aceites son materiales de baja Tg con bajas viscosidades. A través de la comprensión de las propiedades únicas de las resinas de hidrocarburos, podemos comenzar a comprender las contribuciones de estos materiales para mejorar el rendimiento del procesamiento y para alterar las propiedades de los compuestos curados.