Mezclas de polímeros amorfos - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

La ciencia relacionada con las mezclas de polímeros ha disfrutado históricamente de un matrimonio productivo entre la búsqueda intelectual y la utilidad económica, como se discutió recientemente en un taller nacional organizado por la National Science Foundation. La noción de que el área de mezcla de polímeros es una ciencia madura puede cuestionarse simplemente evaluando la falta de comprensión de las mezclas circundantes de macromoléculas amorfas de incluso la estructura química más simple. Como la comunidad de la ciencia de los polímeros, tanto por motivos intelectuales como de ingeniería, persigue sistemas cada vez más complejos, compuestos a medida, estructuras híbridas y jerárquicas, autoensamblaje y materiales de inspiración biológica, encontramos que las mismas preguntas clave que continúan caracterizando los problemas en las mezclas de polímeros amorfos surgen en estas áreas interdisciplinarias emergentes. Por ejemplo, simplemente medir con confianza las escalas de longitud dentro de las cuales se mezclan dos polímeros en una mezcla binaria de dos macromoléculas no cristalinas puede ser un gran desafío, incluso para arquitecturas de cadenas de polímeros muy simples. Además, ¿qué causa que las mezclas amorfas tengan una disposición homogénea e íntimamente mezclada de sus cadenas constituyentes frente a una morfología heterogénea de fases separadas? Si se produce una mezcla íntima de las dos especies de polímeros, ¿significa esto que las cadenas asumen nuevas identidades en relación con las características de sus componentes puros y, de ser así, de qué manera? ¿Podemos manipular sintéticamente las propiedades macroscópicas de la mezcla resultante mediante la variación sistemática de la estructura química? Las mezclas de polímeros amorfos, que para los propósitos de este capítulo significan mezclas de polímeros altos sin regiones cristalinas en la combinación final, representan el primer paso en la generación de sistemas poliméricos complejos. Como tal, la comprensión fundamental de cómo se comportan y las conexiones entre la estructura microscópica y las propiedades de uso final es fundamental para el progreso continuo en áreas clave de la ciencia macromolecular, que van desde la sintética hasta la ingeniería y los materiales biológicos. En lugar de revisar el campo históricamente o proporcionar un tutorial sobre polímeros amorfos y sus mezclas, actualizaremos al lector sobre los avances clave en los últimos años en el área de las mezclas de polímeros amorfos, con especial énfasis en las áreas que han recibido la mayor atención en el mundo. Literatura revisada por pares desde una perspectiva experimental, teórica y computacional. Para revisiones históricas adicionales relacionadas con mezclas de polímeros amorfos publicados en el momento de escribir este artículo, se remite al lector a las Referencias. El capítulo actual se centrará principalmente en las mezclas que forman mezclas íntimamente mezcladas o miscibles, ya que el comportamiento de los componentes individuales es más interesante en tales sistemas y, lo que es más importante, las mezclas miscibles pueden representar materiales completamente nuevos en relación con sus constituyentes. De hecho, un punto que a menudo se pasa por alto sobre las mezclas de polímeros es su alto valor desde la perspectiva de la propiedad intelectual industrial y las aplicaciones, ya que se pueden crear nuevos materiales a partir de polímeros existentes.