Desde su descubrimiento en la década de 1950 gracias al trabajo de Karl Ziegler y Giulio Natta (ganadores del Premio Nobel de Química en 1963), las poliolefinas (PO), polímeros de etileno y propileno, han tenido un enorme impacto en la producción de plásticos y en muchos de las actividades humanas. La evolución de estos materiales hacia aplicaciones cada vez más amplias y específicas ha seguido el proceso de homopolímeros (polietileno y polipropileno) a copolímeros, en los que se encuentran presentes diversas olefinas, para luego pasar a sistemas estructuralmente complejos, como mezclas con otros polímeros (blends).) y composites, sistemas con PO y rellenos de diversos tipos (vidrio, metales, inorgánicos), hasta nanocomposites donde los rellenos tienen dimensiones nanométricas. En sistemas heterofásicos, como mezclas y composites, el manejo de las propiedades interfaciales es fundamental para asegurar la adhesión entre las diferentes fases, la dispersión y la sinergia en la determinación de las propiedades. Muchos de los componentes utilizados con los OP se diferencian de estos últimos debido a la diferente polaridad. Los PO son altamente oleófilos, repelentes al agua, mientras que muchos polímeros, incluidos los biopolímeros, los rellenos y los nanorrellenos, son generalmente polares e hidrófilos. Por lo tanto, parecía necesario tener compuestos capaces de crear una interfaz compatible para desarrollar nuevos materiales para aplicaciones industriales avanzadas. En los años ochenta, ese estudiò el injerto de anhídrido maleico (MAH) en polietileno (PE) y polipropileno ( PP), que opera en estado fundido con iniciadores radicales según una metodología también estudiada en EE.UU. La introducción de grupos funcionales polares y reactivos en las cadenas de poliolefinas se logró por primera vez mediante una reacción de injerto de MAH llevada a cabo sobre el polímero fundido en presencia de peróxido. La reacción encontró un éxito de aplicación inmediato debido a su simplicidad y rentabilidad y se realizaron muchos estudios tanto en laboratorios industriales como académicos para la producción de materiales poliméricos innovadores a partir de PO. La reacción se lleva a cabo sobre el polímero en estado fluido en un proceso caracterizado por un gradiente de temperatura creciente para lograr las condiciones reológicas óptimas en función del peso molecular, cualquier cristalinidad y su punto de fusión. La literatura científica y sus aplicaciones son extremadamente extensas y desarrolladas.

La alta temperatura y la presencia de radicales libres producidos por la descomposición de peróxidos provoca, junto con la deseada reacción de injerto del monómero funcional, típicamente MAH o sus derivados éster como el maleato de dietilo (DEM), también secundarios no deseados. reacciones, tales como degradación y reticulación. El sistema de reacción puede guiarse adecuadamente hacia la reacción de funcionalización diana mediante una elección cuidadosa de reactivos y la optimización de las condiciones de procesamiento basadas en la estructura / arquitectura de los PO y su reactividad específica. En particular, se recopilaron datos detallados sobre la influencia de los parámetros moleculares, en términos de la estructura primaria del PO inicial, tipo y contenido de peróxido, tipo y contenido de monómero funcionalizado, así como de la temperatura y duración de la reacción. A partir de estos estudios se destacó además cómo la tendencia a degradarse aumenta con el aumento del contenido de homosecuencias de unidades monoméricas derivadas de 1-olefinas (por ejemplo propileno) mientras que la reticular aumenta con el contenido de secuencias lineales de unidades de etileno. Para cada tipo de PO se pudo indicar un rango de composiciones en la alimentación, referidas a la relación molar de funcionalización monómero / peróxido, dentro de la cual se puede describir la reacción con un modelo matemático simple basado únicamente en la reacción de injerto y donde el grado de La funcionalización molar (FD) es proporcional a la concentración de monómero (DEM) según la ecuación:

donde k es una función de la concentración y disociación del iniciador y es inversamente proporcional a la constante del término reacción. Sobre la base del mecanismo de reacción, se puede decir que el papel clave del proceso de funcionalización lo desempeña el macrorradical y está determinado por su estabilidad en las condiciones de reacción. En este contexto, hemos desarrollado dos tipos diferentes de co-agentes capaces de incrementar la estabilidad del macrorradical y favorecer su reactividad frente a la reacción de injerto del monómero en la cadena del polímero. Estos pueden describirse como:

En cuanto a las moléculas del primer grupo, a principios de la década de 2000 fueron estudiadas y patentadas como co-agentes de la reacción de funcionalización radical de PO, derivados de furano, tiofeno y pirrol. En estas moléculas, el anillo aromático heterocíclico se conjuga con un doble enlace, que a su vez se reemplaza por un grupo atractor de electrones. La estructura química de estos co-agentes confiere una alta reactividad al doble enlace y determina la estabilización del macrorradical que se forma tras el "injerto" sobre el PO gracias a la resonancia con el anillo aromático. Este estudio nació con especial referencia al proceso de funcionalización en la masa fundida de PP. De hecho, los macrorradicales terciarios de PP que se forman durante la reacción de funcionalización tienen una marcada tendencia a la rotura homolítica de los enlaces C-C en la posición β con la formación de cadenas de menor peso molecular. La reacción de escisión β del PP es difícil de controlar y afecta negativamente a las propiedades reológicas y mecánicas del producto funcionalizado, haciéndolo prácticamente inutilizable como agente compatibilizante. Se ha demostrado que moléculas como el éster butílico del ácido 2-furfuril acrílico (BFA) o el éster butílico análogo del ácido 2-tienil acrílico (BTA) son particularmente eficaces para limitar la reacción secundaria de escisión β del PP y favorecer la funcionalización. El macrorradical terciario de PP después de la adición de un co-agente se estabiliza por resonancia con el anillo aromático y la reacción de transferencia intracadena, responsable de la alta incidencia de degradación durante la funcionalización, se inhibe, mientras que las reacciones de terminación son posibles. y por desproporción. De todas las moléculas probadas, se encontró que el BFA es particularmente eficaz en la funcionalización de PP al promover el "injerto" y limitar las reacciones secundarias.