PA 6 ramificado
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PA 6 ramificado
Poliamida 6 (PA6), como uno de los semicristalinos más importantes materiales de ingeniería termoplásticos, ha recibido una atención considerable en aplicaciones industriales y estudios académicos debido a sus propiedades superiores, como alta rigidez, autolubricación y resistencia química. Sin embargo, el PA6 comercial tiene una arquitectura molecular lineal y una resistencia a la fusión insuficiente, lo que limita sus aplicaciones en termoformado, moldeo por soplado y espumado donde predominan los flujos de alargamiento. Además, el PA6 con muescas es altamente sensible a la propagación de grietas y presenta un comportamiento de fractura frágil a baja temperatura y condiciones de carga severas. Por lo tanto, la aplicación de PA6 en muchos campos de carga, como los automóviles y el aeroespacial, está restringida debido a su escasa resistencia al impacto. El endurecimiento siempre ha sido un foco de investigación en los campos de la ingeniería de polímeros y la ciencia. En general, la mezcla en estado fundido con un polímero, como un elastómero o caucho, se reconoce como el método convencional. y estrategia eficiente para mejorar la dureza de PA6. Esencialmente, las partículas de caucho o elastómero concentran la tensión y cavitan durante la carga para generar huecos dentro de la matriz del polímero, lo que promueve el agrietamiento múltiple y el cizallamiento de los materiales poliméricos. Sin embargo, se requiere una gran cantidad de elastómero o caucho (típicamente en exceso del 10% en peso) para producir productos PA6 de alta tenacidad. Además, la adición de caucho o elastómero a la matriz polimérica inevitablemente reduce la resistencia de la mezcla de manera notable debido al bajo módulo del elastómero o caucho.
Varias empresas han comercializado recientemente PA ramificados para aplicaciones sin fibra. Un PA 6 ramificado presenta un mejor flujo que las correspondientes contrapartes completamente lineales de masa molecular similar, mientras que las propiedades térmicas y mecánicas no difieren mucho. La ramificación puede conducir a una ligera reducción del punto de fusión y cristalinidad, pero por otro lado, se mejora la transparencia. Si el PA ramificado tiene un Mw más alto que el PA lineal correspondiente, exhibiendo un flujo de fusión muy similar, entonces se mejora la resistencia de la fusión, lo que es favorable para aplicaciones de moldeo por soplado. La ramificación se puede realizar copolimerizando CL o una "sal de nailon" con, por ejemplo, una amina trifuncional o ácido carboxílico, tal como bis hexametilentriamina (el producto de dimerización de HMDA) o ácido trimelítico. La ventaja de la PA Z ramificada sobre la PA XY ramificada es que en la PA Z la reticulación es prácticamente imposible si solo se añaden monómeros trifuncionales con un tipo de grupo funcional porque todas las moléculas de PA llevan solo una amina y un grupo terminal de ácido carboxílico. Por tanto, el polímero resultante tiene una estructura en estrella, lo que puede dar como resultado un MMD más bajo. Para una estructura no ramificada en estrella basada en un PA Z, además de una triamina, también se debe agregar un ácido dicarboxílico, lo que da como resultado un MMD más amplio. La síntesis de PA XY ramificado requiere la presencia simultánea de cantidades cuidadosamente dosificadas de un agente de ramificación (mínimo trifuncional) y tapones de cadena monofuncionales para limitar el riesgo de reticulación.
Estructura y reología
La estructura y reología de ramificado aleatoriamente poliamida se funde, en particular el de ramificado poliamida 6, se predicen sobre la base de su receta de reacción inicial alcantarillado molecular. Las arquitecturas juegan en la respuesta viscoelástica general, la importancia de los diferentes monómeros iniciales para sintonizar adecuadamente la composición (y por lo tanto la reología) de estos sistemas ramificados y la necesidad de alcanzar un alto nivel de conversión para obtener una gran viscosidad de cizallamiento cero. Este método se puede aplicar a cualquier ramificación de polímero producto que se sintetiza mediante una reacción del tipo de condensación en estado fundido y que se puede utilizar como herramienta para probar y seleccionar en detalle las propiedades de flujo de los materiales sin síntesis previa.