Mezclas de poliolefina
Aleación
Mezclas de poliolefina
Las poliolefinas (PO) constituyen el grupo individual más grande entre todos los termoplásticos comerciales, considerando el volumen de uso mundial. La familia de las poliolefinas comprende (a) polietilenos de varios tipos, a saber. polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno lineal de baja densidad (LLDPE); (b) polipropileno (PP); (c) copolímeros de etileno-propileno, en bloque y aleatorios, que van desde termoplásticos resistentes a tipos gomosos; (d) copolímeros de etileno con varios comonómeros tales como acrilato de etilo, ácido acrílico, ácido metacrílico y los ionómeros; (e) poliolefinas especiales como poli (4-metil, 1-penteno), poli (1-buteno), etc. Entre estos, HDPE, LDPE y LLDPE y polipropileno son los cuatro polímeros de tipo básico más utilizados. Debido a la amplia gama de propiedades disponibles dentro de los PO, generalmente no ha habido ninguna necesidad importante de mezclar poliolefinas con otros tipos de polímeros. Además, la inmiscibilidad de las poliolefinas básicas con otros tipos de polímeros también ha sido una de las principales razones de la falta de interés comercial en tales mezclas, aunque con el advenimiento de la modificación reactiva y la química del injerto, se han logrado avances significativos en los últimos años. años en compatibilizar sistemas poliméricos tan diferentes como mezclas de PA/PO. Sin embargo, la mezcla dentro de la familia de PO ha sido más común. Aunque normalmente son inmiscibles entre sí, existe cierto grado de compatibilidad mutua entre ellos. La similitud de sus cadenas principales de hidrocarburos y la proximidad de sus parámetros de solubilidad, aunque no es adecuada para la miscibilidad, explica un grado relativamente bajo de tensión interfacial. De manera similar, los coeficientes de tensión interfacial entre PE o PP y EP/elastómeros son bastante pequeños (típicamente alrededor de 0,1 MN/m). Por lo tanto, las mezclas de poliolefinas se han elaborado mediante una simple mezcla en estado fundido sin un compatibilizador desde los primeros días de la comercialización de las poliolefinas. Generalmente, se han mezclado poliolefinas cristalinas tales como HDPE y polipropileno con poliolefinas elastoméricas/de módulo bajo tales como LDPE, caucho EP o poliisobutileno, con el fin de mejorar la tenacidad. Por tanto, los PO endurecidos han constituido tradicionalmente el mayor volumen de mezclas de poliolefinas utilizadas comercialmente. La mayoría de las mezclas de PO endurecidas son simples mezclas mecánicas de PO y elastómeros olefínicos fundidos en una extrusora sin compatibilizador. Sin embargo, los avances recientes en la tecnología de polimerización han permitido la producción de polipropilenos endurecidos, mediante la polimerización secuencial de copolímero de etileno-propileno en una matriz de PP que conduce a mezclas con algún copolímero de bloque o injerto que exhibe un equilibrio módulo / tenacidad algo mejorado. Otro desarrollo reciente en las mezclas de poliolefinas es la tecnología de vulcanización dinámica mediante la cual se dispersa y cura un elastómero en la matriz del polipropileno termoplástico.
Mezclas elastoméricas de poliolefina
Las mezclas de elastómeros termoplásticos que comprenden dispersiones de elastómeros completamente curadas en una matriz de poliolefina termoplástica como PP, han sido comerciales durante algún tiempo. Estas mezclas se han realizado mediante la tecnología de vulcanización dinámica. El proceso consiste en mezclar en estado fundido y dispersar una fracción de alto volumen de un elastómero como caucho EPDM o caucho de nitrilo (NBR) en una matriz termoplástica como PP, utilizando un compatibilizador si es necesario, y luego reticular selectivamente el elastómero dispersado durante la extrusión. con agentes de curado específicos. Las mezclas elastoméricas resultantes muestran las propiedades típicas de los cauchos curados, como alta recuperación elástica, baja compresión o deformación por tensión, pero se procesan como los termoplásticos, debido a la presencia de la matriz termoplástica de PP. Las mezclas de poliolefinas elastoméricas comerciales producidas por vulcanización dinámica incluyen una mezcla de EPDM/polipropileno.
Mezclas de ionómero/poliolefina
Los ionómeros comerciales son copolímeros y terpolímeros de etileno-ácido metacrílico en los que el resto de ácido carboxílico está parcialmente neutralizado con sodio o zinc, para promover la unión iónica entre cadenas. Los ionómeros exhiben una excelente tenacidad a baja temperatura, resistencia química y adhesión. Sin embargo, carecen de rigidez y resistencia al calor. Por lo tanto, se han desarrollado mezclas de ionómeros con poliolefinas como el polietileno que, al reforzarse con rellenos adecuados, parecen dar una combinación única de alta resistencia, excelente tenacidad a baja temperatura y rigidez y resistencia al calor moderadas. La clave de esta tecnología parece ser la selección de un tensioactivo adecuado que debe añadirse en pequeñas cantidades (0,3%) para ayudar a la dispersabilidad de las fibras de vidrio, pero que conserva una alta tenacidad. Se informa que la mezcla tiene una morfología de tipo red interpenetrante (IPN), con el ionómero como fase continua. Una característica inusual de esta mezcla es la alta resistencia al impacto Izod con muescas de> 1000 J/ma 23°C y> 760 J/ma -29°C, incluso en presencia de un 15% de fibra de vidrio cortada. En ausencia del aditivo tensioactivo, la mezcla con el mismo nivel de fibra de vidrio mostró propiedades de impacto algo peores, por ejemplo, Izod con muescas de <500 J / ma -29°C y alargamiento a la rotura de <3%. En presencia del aditivo tensioactivo, una mezcla de ionómero/poliolefina reforzada con un 15% de vidrio presenta un módulo de fl exión de 1600 MPa, un Izod con muescas altas de> 1000 J/my un DTUL moderado de 82°C (a 0,45 MPa). Se afirmó que estas propiedades eran lo suficientemente buenas como para permitir que esta mezcla compitiera con las poliamidas modificadas por impacto en algunas aplicaciones.