Mezclas de PP/EPDM vulcanizado - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

Una medida aproximada de la densidad de entrecruzamiento objetivo es superior a 7 x 105 cm3 mol y / o el elastómero es al menos 97% no extraíble. La vulcanización del caucho puede acceder a una amplia variedad de químicos y procedimientos de vulcanización. Los sistemas de azufre están mejor estudiados y utilizados debido a su dominio en la fabricación de neumáticos. Coran y col. desarrollado vulcanización de azufre para la mayoría de sus experimentos. La desventaja más obvia de este curativo es el olor sulfuroso. El uso de peróxido, por otro lado, con iPP como fase plástica, conduce a reacciones secundarias de escisión de la cadena. En el caso del polietileno, los radicales peroxi conducen a la reticulación del polietileno, dando lugar a productos muy viscosos que son difíciles de procesar. La degradación del PP conduce a una pérdida de propiedades. Abdou-Sabet y Fath demostraron que esta desventaja se puede superar utilizando curativos fenólicos para reticular la fase EPDM. Esto mejora la densidad de reticulación en el EPDM sin afectar la fase de polipropileno o polietileno. Finalmente, se utilizó un hidruro de organosilicio multifuncional, curativo de caucho de silicona convencional en la vulcanización parcial de elastómeros que contienen dobles enlaces carbono-carbono en una matriz plástica saturada. La morfología preferida para TPV es una fase elastomérica dispersa y una fase termoplástica continua. Tal morfología debería permitir el flujo en un campo de cizallamiento y por lo tanto la fabricación por moldeo o extrusión. La morfología final del TPV se ve afectada por la morfología de la mezcla al comienzo de la vulcanización dinámica. Para un par de polímeros dado, la mezcla en estado fundido es más eficaz cuando las viscosidades de las fases, a la velocidad de cizallamiento de la mezcla, coinciden. Otros parámetros que afectan la morfología y las propiedades del TPV son las velocidades de cizallamiento del proceso de mezcla, la relación del polímero, las energías superficiales de los pares de polímeros, la densidad de reticulación, el tipo de reticulación, la distribución del peso molecular. del caucho, y la presencia de aditivos compuestos (por ejemplo, cargas, plastificantes, etc.). Las combinaciones más utilizadas de mezclas de polímeros son combinaciones de elastómeros olefínicos y termoplásticos olefínicos. Este tipo de combinación se ejemplifica mejor mediante mezclas de EPDM y PP que tienen parámetros de solubilidad similares. Romanini estudió el efecto del peso molecular (es decir, la relación de viscosidad) sobre la morfología de fase de mezclas simples antes de la vulcanización dinámica. En la investigación , se vulcanizó una composición de EPDM / iPP 80/20, donde el PP es el componente menor que se encuentra inicialmente en la fase dispersa en una matriz de EPDM. En las etapas iniciales del curado dinámico, se generan dos fases co-continuas y, a medida que avanza el grado de reticulación del elastómero durante la mezcla, se rompe en gotitas de polímero. Durante la vulcanización dinámica de dicha mezcla, el EPDM y el PP experimentan una inversión de fase donde el PP es la fase continua para mantener la plasticidad de la mezcla. Se sigue dedicando mucho esfuerzo a la morfología y la reticulación de esta mezcla. Un artículo de Ellul describe el progreso que se logró en esta área mediante el uso de combinaciones de técnicas, incluida la microscopía electrónica de transmisión de barrido (STEM) de secciones y la visualización de red mediante imágenes TEM de TPV. En otro artículo de O'Connor y Fath un estudio del efecto de la compatibilización del relleno inorgánico sobre las propiedades de la mezcla ha concluido que los cambios morfológicos predominan en estas mezclas sobre el cambio del nivel de compatibilizadores. También se ha invertido un nivel similar de esfuerzo en comprender la física y los procesos físicos dentro de estas intrincadas mezclas. Estos procesos físicos incluyen la cristalización y la orientación del polipropileno en los artículos moldeados, la distribución de los diluyentes y cargas, y el grado de agregación de las partículas de caucho. Se prefieren los TPV a las mezclas simples debido a su morfología estable. Los elastómeros no reticulados son líquidos viscosos que fluyen y coalescen, lo que conduce a cambios en la morfología y el rendimiento del producto. La vulcanización dinámica de estas partículas de caucho elimina este potencial de cambio en la morfología. Sin embargo, la elección de los sistemas de curado puede conducir al mismo fenómeno. Los sistemas de curado que se intercambian, como los sistemas sulfídico, diisocianato y de transesterificación, son menos estables cinéticamente que un enlace C-C o C-Si y conducen a una aglomeración lenta de las partículas de caucho. Se pueden agregar rellenos y plastificantes a los TPV para obtener el cambio deseado en las propiedades. La adición de plastificantes, por otro lado, permite la preparación de composiciones más blandas mientras conduce a una mejora significativa en la procesabilidad y recuperación elástica. En la masa fundida, el aceite se reparte entre las fases. Esta transferencia de interfase del aceite reduce la viscosidad del PP, lo que permite un mejor flujo. Tras la cristalización de la fase de polipropileno, la mayor parte del aceite se expulsa y se cree que está predominantemente en la fase de caucho. El uso de aceite parafínico tiene un efecto moderado sobre la Tg tanto del EPDM como del PP. Hay cuatro clasificaciones principales de vulcanizados termoplásticos que se comentan a continuación. Para saber más >>