COC Alfa olefinas lineales
Copolímero de olefina cíclica (COC)
Los COC son una familia de polímeros diferenciados principalmente por la resistencia al calor de los materiales. Los copolímeros de olefina cíclica comprenden una de las nuevas clases de polímeros a base de co-monómeros de olefinas cíclicas y etileno. Debido a las unidades de olefinas cíclicas voluminosos al azar o alternadas unidas a la cadena principal del polímero, el copolímero se manifiesta en su estado amorfo y muestra propiedades como alta temperatura de transición vítrea, alta claridad óptica, baja contracción, baja absorción de humedad, y baja birrefringencia. Estos polímeros son todos copolímeros completamente amorfos, estadísticamente aleatorios, sin un grado medible de cristalinidad. Este es el resultado del efecto de rigidez de la cadena y la naturaleza voluminosa del comonómero norbornene. Cuando se usan un solo tipo de monómero se denominan más apropiadamente polímeros de olefina cíclica (COP). La otra variable principal, el peso molecular, determina las propiedades reológicas. La familia de resinas de COC es totalmente amorfa y comparte muchas características comunes. La excepcional pureza y ausencia de cromóforos en las resinas de COC los hace transparentes y blancos como el agua. Mecánicamente, estos materiales son fuertes, rígidos y frágiles. COC se destaca por ser un producto de alta pureza con bajos extraíbles. Los COC pertenecen a la familia de las olefinas por contener solamente átomos de carbono e hidrogeno en su estructura, a pesar de esto los COC compiten con el policarbonato (PC) y PMMA en aplicaciones en las cuales se requieren plásticos trasparentes con resistencia a temperaturas relativamente altas. El COC puede combinarse con pigmentos, lubricantes, fibras de vidrio, retardantes de llama y otros aditivos y cargas.
Simbol
- Copolímero de olefina cíclica
- COC
- COP
- Polímeros de olefina cíclica
- Poliorborborneno
Características
- Baja densidad
- excelentes propiedades ópticas, que incluyen alta transparencia y claridad
- Excelentes propiedades de barrera
- Alta estabilidad dimensional
- Alta rigidez, módulo, resistencia a la tracción, dureza superficial
- Alta pureza con muy baja extracción
- Excelente aislamiento eléctrico con baja pérdida dieléctrica.
- Buena metalización
- Amplia gama de temperaturas de transición vítrea.
- Réplica de las características de la superficie inferiores a una micra
- Buena trabajabilidad, incluyendo alta fluidez y baja contracción
Clasificación
Según su microestructura los copolímeros de olefina cíclica se dividen en 4 series (A-D) donde se pueden apreciar los diferentes grupos sustituyentes.
La temperatura de transición vítrea (Tg) de cada una de las series de copolímeros de olefina cíclica depende del contenido de comonómero cíclico, de hecho la Tg depende en gran medida de la voluminosidad del comonómero utilizado, así como, de la concentración de este, encontrando que el aumento de las unidades de comonómero aumenta la Tg y la rigidez del copolímero. También las características superficiales y los copolímeros que contienen grupos éster o éter, mostrando una alta energía superficial mientras que los copolímeros de la serie A y D muestran valores muy similares a los del polietileno.
Propiedades fisico-mecanicas
Las propiedades térmicas de estas resinas dependerán prácticamente del contenido de norborneno en la cadena principal, ya que el norborneno es más voluminoso que el etileno y tiene una estructura cíclica que lo hace más rígido. La temperatura de transición vítrea de este copolímero puede ir desde 33 a 180°C, y ésta va a depender de la proporción de co-monómero cíclico presente. Los COC manifiestan una estructura amorfa por lo cual no presentan un punto de fusión, en su lugar se ablandan por encima de la Tg comportándose más como un fluido a medida que la temperatura se incrementa. Esterilizable hasta 134°C, dependiendo del grado, la temperatura de transición vítrea de estos polímeros puede superar los 200°C y puede funcionar continuamente a 120°C. La temperatura de transición vítrea de este copolímero puede ir desde 33 a 180°C, y ésta va
a depender de la proporción de co-monómero cíclico presente.
Tiene una baja densidad y una excelente barrera contra el vapor de agua, tiene un revestimiento HDT, baja contracción y fácil metalización. Excelentes propiedades de barrera, alta estabilidad dimensional. Alta rigidez, módulo, resistencia a la tracción, dureza superficial. Si bien las poliolefinas no se consideran buenas barreras contra la humedad, los COC tienen una excelente barrera contra la humedad. Los COC pueden mejorar el MVTR de estos materiales. Esto puede influir en la vida útil de los sensibles a la humedad productos. Se vuelve completamente amorfo y no se cristaliza (excepto en los casos en que el contenido de PE es superior al 70%) debido a su estereoirregularidad y regio irregularidad. El perfil de propiedades de estas resinas puede variar en un amplio intervalo mediante el
ajuste de la estructura química durante la polimerización.
Estos materiales presentan una combinación única de propiedades en las que se incluye alta
transparencia y brillo, excelente barrera al aroma y humedad, alta rigidez y resistencia, fácil
procesado por extrusión y termoformado, biocompatibilidad y resistencia química.
Propiedades térmicas
Propiedades electricas
Las propiedades electrónicas del COC son en algunos aspectos similares a los fluoropolímeros , más notablemente un factor de disipación o delta del bronceado similarmente bajo , y una baja permitividad. Los COC son muy buenos aislantes eléctricos, con propiedades eléctricas constantes en un amplio rango de temperaturas y frecuencias. No son polares y tienen baja movilidad de electrones con un contenido iónico insignificante. Esto crea una alta resistividad y un bajo factor de disipación que es mucho más bajo que los de PS y polipropileno (PP). A temperatura ambiente, la constante dieléctrica del COC es aproximadamente 2,35, y disminuye menos con el aumento de la temperatura en comparación con el PP y otros materiales olefínicos. Estas ventajas son particularmente útiles en condensadores de película.
Propiedad química
El COC y el COP generalmente son atacados por solventes no polares , como el tolueno . El COC muestra buena resistencia química y barrera a otros solventes, como los alcoholes , y es muy resistente al ataque de ácidos y bases .
Propiedades ópticas
El COC tiene una transparencia similar al vidrio, tienen una baja birrefringencia y una baja turbidez, también tienen un alto número de Abbe y una baja aberración cromática.
Polimerización
Obtained by ROM-polymerization of norbornene-type monomers with subsequent complete hydrogenation of double bonds. En el caso del COC copolímeros de olefina cíclica se producen haciendo reaccionar primero etileno y ciclopentadieno para formar 2-norborneno (olefina cíclica), que luego se polimeriza con etileno en presencia de un catalizador de metaloceno. Otros sistemas usan monómeros cíclicos como 1,2,3,4,4a, 5,8,8a-octahidro-1,4: 5,8-dimetanonaftaleno (tetraciclododeceno) con eteno o por anillo- polimerización de metátesis inicial de varios monómeros cíclicos seguido de hidrogenación.
Transformación
Los COC son procesables por todos los métodos convencionales, incluidos el moldeo por inyección, la extrusión y coextrusión de película fundida y soplada, el moldeo por inyección y el moldeo por inyección y estirado. El secado y otros pretratamientos especiales no son necesarios. Para el moldeo por inyección, los COC tienen buena fluidez, reproducen fácilmente características de superficie de tamaño submicrónico y rellenan piezas complejas de paredes delgadas. También tienen una contracción baja y sustancialmente isotrópica durante el moldeo, lo que resulta en poca deformación. Los moldeadores pueden agregar hasta un 10% de molido. El tiempo de ciclo generalmente varía de menos de 10 segundos a uno o dos minutos, dependiendo de la parte y la aplicación. Las películas de COC extruido se pueden estirar biaxialmente para su uso en condensadores, estirar monoaxialmente para aplicaciones de envoltura retráctil o usarse como es en laminados. La orientación biaxial mejora enormemente las propiedades mecánicas de la película. El COC se puede coextruir con PE de baja densidad sin una capa de unión, pero con otras resinas, como PP, poliéster, nylon, alcohol etileno vinílico o PC, generalmente se requiere una capa de unión para una buena adhesión.
Soldadura
Se pueden usar varios métodos de soldadura, a excepción de la soldadura de alta frecuencia, para unir piezas moldeadas hechas de resina COC. El método de soldadura más adecuado dependerá principalmente de la parte específica.
Unión adhesiva
El COC muestra en principio el mismo comportamiento con respecto a la unión adhesiva que otras poliolefinas como el polietileno o el polipropileno. Debido a la baja energía superficial, generalmente se requiere un pretratamiento como plasma o tratamiento con llama.
Metalización
El COC muestra buena adhesión a los metales. Las superficies metálicas reflectantes se pueden lograr mediante métodos comunes de metalización al vacío. En muchos casos, la metalización se puede realizar sin pretratamiento. Las capas de aluminio producidas por deposición al vacío proporcionan altas superficies de vidrio.
Mezclas de COC con Poliolefinas
Debido al carácter olefinico que presentan los COC, se puede mezclar el COC con diferentes poliolefinas, tales mezclas presenten cierta compatibilidad sin necesidad de utilizar algún método de compatibilización, el COC confiera a las mezclas una mayor rigidez, mejores propiedades barreras, y mayor resistencia al rayado. Con el PP las composiciones
forma una morfología fibrosa en dirección del flujo de inyección, y actuando estas como
un refuerzo, incrementándose el módulo elástico con el aumentodel contenido de COC
en la mezcla. La fuerte interfaz HDPE / COC combinada con morfología fibrosa COC conduce a efectos sinérgicos. El LLDPE se dispersa bien en el COC en forma de micro esferas. A incorporar el COC al PE, la mezcla manifesta un relevante incremento a la resistencia a la degradación térmica, en atmosfera oxidativa y también que, al incrementar la fracción de COC en la mezcla se presenta un aumento en el módulo elástico y una disminución en la deformación a la rotura.
Aplicaciones
I COC possono essere utilizzati in due modi nei film di imballaggio: come singolo strato di COC (mono COC) o struttura multistrato. Le strutture olefiniche (PP/COC/PP) possono sostituire il materiale basato (PVC/PVDC) su la confezione. La combinazione di elevata barriera all'umidità, chiarezza e termoformabilità consente l'uso di COC in blister farmaceutici e imballaggi per la cura della persona. Il COC è un buon sostituto del vetro nei componenti ottici di precisione, specialmente quando sono necessarie più parti e altri polimeri non possono fornire sufficiente stabilità termica o dimensionale. Queste applicazioni includono obiettivi per fotocopiatrici, stampanti, videocamere, televisori a proiezione, unità CD e dischi rigidi per computer. COC può essere utilizzato anche in riflettori per lampade, guide luminose, display a schermo piatto e può trovare applicazione in dischi video digitali ad alta capacità. Facilmente metallizzato per l'uso in riflettori e specchi. Le pellicole COC funzionano bene nei condensatori perché resistono alla rottura dielettrica e hanno una perdita dielettrica molto bassa (circa 0,02 a 60 Hz, che è meno della metà di quella del PP) in un ampio intervallo di temperatura e frequenza. In ottica per lenti, prodotti medici, siringhe, fiale, pellicole e produzione di imballaggi.
Propiedades tipicas de COC
- Densidad 1.02 g / cc
- Absorción de agua <0.01%
- Permeabilidad al vapor de agua @ 85% HR 0.02-0.04 g / m2 / día
- Resistencia a la tracción 9,570 psi
- Alargamiento @ descanso 3-10%
- Módulo de tracción 377-464 kpsi
- Módulo de flexión 0.5 Mpsi
- Módulo de elasticidad, Tg> 100C 3,100-3,300 Mpa
- Impacto Charpy 13-20 kJ / m2
- Impacto charpy con muesca 1.7-2.6 kJ / m2
- Dureza 89 Shore D
- Temperatura de transición vítrea 70-180 C
- Temperatura de deflexión térmica @ 66 psi 75-170 C
- Índice de flujo de fusión a 260 ° C 12-55 g / 10 min.
- Constante dieléctrica @ 60 Hz 2.35
- Pérdida dieléctrica a 60 Hz <0.02%
- Ruptura dieléctrica 30 KV / mm
- Índice de seguimiento comparativo> 600 voltios
- Volumen resistividad> 10 16 ohm-cm
- Transmisión de luz 92%
- Índice de refracción 1.533