Productos de injerto con anhídrido maleico

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Polímeros maleicos

La mezcla de diferentes componentes conduce en la mayoría de los casos a sistemas heterogéneos, en los que las dos fases tienden a permanecer separadas, especialmente porque la tensión interfacial entre los dos componentes es y se refleja en las propiedades finales del nanocompuesto. Para superar este problema, se utiliza un compatibilizador. Dependiendo de la estructura del compatibilizador y de los componentes de la mezcla, el mecanismo de compatibilización es diferente. En todos los casos, el objetivo es reducir la tensión superficial de los constituyentes, favoreciendo una dispersión más fina, y estabilizar la morfología durante los procesos de transformación. Además, el compatibilizador debe favorecer la adhesión entre las dos fases en estado sólido, facilitando la transferencia de esfuerzos y mejorando así las propiedades finales. En particular, una de sus funciones más importantes es influir en la magnitud de la fase dispersa, como se explicará a continuación. Una buena compatibilización se produce, en efecto, cuando es posible reducir el tamaño medio de las partículas dispersas. Anteriormente se indicó que, para la mayoría de los polímeros, debido a su naturaleza hidrofóbica, el relleno debe modificarse con tensioactivos para crear galerías lo suficientemente hidrofóbicas y permitir la interacción con el polímero. Por ejemplo, la naturaleza del EVA altamente apolar dificulta la interacción carga-partícula; por lo tanto, necesita ser compatibilizado por agarre con sustancias apropiadas, como el anhídrido maleico. Los productos compatibilizados, definidos como promotores de adhesión, están compuestos en realidad por dos componentes: uno apolar, de anhídrido maleico, y uno polar del polímero base (en este caso PE). Los polímeros maleicos se encuentran entre los polímeros funcionalizados más utilizados como promotores de la adhesión interfacial, ya que el anhídrido maleico es muy reactivo con las aminas o los grupos hidroxilo y carboxílico. Se ha visto que estos compatibilizantes aumentan la adherencia de partículas inorgánicas en matrices poliméricas, otorgándoles mejores propiedades mecánicas. Favorecen, de hecho, una alta intercalación en los espacios interlamelares: el alto grado de pinzamiento y por tanto de polaridad, que los hace más parecidos a la nanocarga que a la EVA, y la escasa extensión en longitud de su cadena aseguran que interactúan fácilmente y casi por completo con los rellenos, intercalándose en los espacios interlamelares. De hecho, la parte maleica del promotor de adhesión interactúa con los agentes modificadores de MMT, facilitando la intercalación de la carga entre los espacios interlamelares y mejorando su dispersión, aunque el nivel de intercalación/exfoliación sea solo parcial.

Funcionalización de poliolefinas

La funcionalización de poliolefinas con monómeros polares ha despertado un interés creciente en las últimas décadas. La funcionalización se puede definir como la adición de grupos polares a la poliolefina, con el fin de obtener un agente compatibilizante que pueda ayudar en la compatibilización de mezclas de poliolefinas con polímeros ingenieriles, que generalmente son polares, todo ello con el objetivo de producir nuevos materiales con propiedades tecnológicas mejoradas, a partir del mezclado de polímeros. La selección del monómero a ser injertado en la poliolefina, que generará el agente compatibilizante, debe hacerse considerando que el mismo sea insaturado, polar y estable a la temperatura de las reacciones de funcionalización, además de que sea soluble en el medio de reacción. Entre los diferentes compuestos que se han utilizado se reportan reactivos de bajo peso molecular derivados de ácidos orgánicos polares como los maleatos, fumaratos y anhídridos, así como moléculas más reactivas que puedan introducir grupos hidroxi dentro de la cadena como el ácido acrílico. Actualmente la funcionalización de las poliolefinas realizada directamente en la extrusora ha cobrado interés científico y comercial. Algunos investigadores han reportado el mezclado que se hace simultáneamente de la poliolefina, el monómero, el iniciador de radicales y el polímero polar. En este tipo de sistemas se reporta el uso de agentes reactivos tales como el dimetilamino etil metacrilato (DMAEMA) o el Trialilisocianurato (TAIC). Otro aspecto importante que ha sido reportado con respecto al agente funcionalizante es el efecto que tiene la concentración de alimentación del mismo en la ocurrencia de reacciones colaterales de entrecruzamiento y degradación. Se reportan que una proporción 1:1 del agente funcionalizante respecto al polietileno (PE) impide que ocurran reacciones de entrecruzamiento durante la funcionalización. Otros autores han utilizado proporciones del agente funcionalizante menores al 2% y reportan la presencia de geles provenientes de las reacciones de entrecruzamiento. Parece lógico postular que al aumentar la cantidad de agente funcionalizante disminuyan las reacciones colaterales, ya que éstas se producen a partir de los radicales del iniciador y de los centros activos que se crean en la poliolefina. Al aumentar la probabilidad de encuentro de estos radicales con el agente funcionalizante deben reducirse las reacciones de entrecruzamiento que provienen del acoplamiento de los macroradicales o de un mayor número de abstracciones de hidrógenos de la poliolefina. Se propone entonces que en el medio de reacción compiten dos tipos de reacciones: la funcionalización y la formación de entrecruzamientos Los copolímeros de injerto de anhídrido maleico con poliolefinas también se usan como agentes compatibilizantes entre poliolefinas y rellenos de refuerzo, así como con otros tipos de resinas, como el nylon y el EVOH, las cuales pueden interactuar con el anhídrido. Una de las aplicaciones reportadas es la promoción de mezclas de polipropileno con nylon para fabricar fibras para alfombras y tapetes. Aquí se aprovecha la resistencia mecánica del polímero de condensación con la acción protectora contra la humedad que proporciona el polipropileno y que el nylon requiere.