Mezclas de PE/PS
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Mezclas de PE/PS
Mezclas de polietileno / poliestireno. La compatibilidad de las mezclas de PE/PS se puede lograr fácilmente mediante la adición de copolímeros de injerto o de bloque. Este sistema se encuentra entre los primeros y más estudiados, se describen la adición de copolímeros de injerto de LDPE con PS (PS-g-LDPE) a mezclas de LDPE/PS. Los copolímeros de injerto se prepararon mediante alquilación de Friedel-Crafts de los anillos aromáticos en PS con los grupos olefínicos en LDPE, usando un catalizador AICl3, y contenían fracciones en peso prácticamente iguales de etileno y estireno. Las mezclas se produjeron mezclando en estado fundido a 195°C en un molino de laboratorio, y el copolímero de injerto se mezcló primero en estado fundido con el polímero que forma la fase dispersa antes de añadirlo al polímero matriz. La adición de copolímero al 7,5% en peso provocó una reducción sustancial en el tamaño de la fase dispersa, tanto para mezclas ricas en PS como ricas en LDPE. También quedó claro a partir de las micrografías electrónicas de barrido de las superficies de fractura de las mezclas que el copolímero se concentraba en la interfaz entre las fases LDPE y PS, y se adhería a ambas fases. Esto se confirmó mediante mediciones de prueba de pelado. Las mezclas que contienen copolímero también poseían mayor límite elástico, alargamiento y resistencia a la rotura que las mezclas no modificadas, en todo el intervalo de composición, además de tener una resistencia al impacto significativamente mayor. La adición del PS-g-EP amorfo a las mezclas de EP/PS ricas en PS mejoró la resistencia al impacto mucho más que el PSg-LDPE en las correspondientes mezclas de LDPE/PS, al tiempo que provocó una reducción similar en el tamaño de la fase dispersa, lo que sugiere que los mecanismos de deformación y fractura están fuertemente influenciados por la cristalinidad de la fase dispersa. El uso de copolímeros de injerto de PS-g-LDPE para compatibilizar mezclas de LDPE/PS, quienes formaron el copolímero de injerto mediante injerto por radiación de estireno en LDPE. Los gránulos de LDPE hinchados con monómero de estireno se expusieron a radiación de cobalto 60 y, y el copolímero producido a partir de diferentes dosis de radiación se extrajo y caracterizó. Se produjeron mezclas de LDPE / PS (50/50) que contenían varios niveles de copolímero de injerto (hasta 33% en peso) mediante mezcla en estado fundido en un pedido de plástico Brabender (10 min a 170°C).Hay mejoras sustanciales en el límite elástico y elongación al agregar copolímero, y el tamaño de fase se redujo en todos los niveles de adición. El copolímero más eficaz en términos de mejora de la resistencia y elongación fue el producido a una dosis de radiación de 0,5 megarads, que se encontró que contenía aproximadamente un 50% en peso de PE. Se creía que el mecanismo de mejora de las propiedades de la mezcla era el aumento de la adhesión interfacial proporcionada por el copolímero de injerto. Los copolímeros de bloques tienen una tendencia a formar una tercera fase dispersa de bajo módulo, además de estar presente en la interfaz LDPE/PS, evitando efectivamente que parte del PS en el copolímero contribuyera al módulo. Fusionando LDPE y PS en un molino de dos rodillos a 210°C en presencia de copolímeros dibloque de estireno-etileno butadieno (S-EB) al 9% en peso, producidos mediante un proceso de polimerización aniónica de dos pasos y posteriormente hidrogenados usando Ziegler- catalizadores de tipo. Las mezclas que contienen copolímero de bloques mostraron una dispersión muy mejorada de la fase menor, que se retuvo después del moldeo por compresión, las mezclas ricas en LDPE que contenían partículas de PS menores de 1 Jlm mientras que las mezclas ricas en PS mostraron una estructura de dos fases fina, semicontinua o continua. Tanto la resistencia como la ductilidad de las mezclas mejoraron en gran medida mediante la adición de copolímero, particularmente para mezclas ricas en PS, y se informaron valores mayores de energía para romper.
Los copolímeros de bloque e son superiores a los copolímeros de injerto discutidos anteriormente como emulsionantes y producen un mejor equilibrio de propiedades en las mezclas en un amplio rango de composición. Compararondo el rendimiento del copolímero dibloque S-EB con el de un copolímero dibloque "ahusado" (efectivamente un copolímero tribloque de PB hidrogenado aleatoriamente PS-PS / PB) de la misma composición y peso molecular se nota que el dibloque ahusado era más eficaz que el copolímero dibloque puro como compatibilizador, ya que producía mezclas con una morfología más fina (para mezclas ricas en LDPE) y propiedades mecánicas superiores. Los autores especulan que el copolímero ahusado podría estar proporcionando un módulo graduado en el límite de la interfase, dando como resultado una respuesta mecánica mejorada. La ubicación del copolímero de bloques en la interfaz LDPE/PS se confirmó mediante microscopía electrónica de transmisión en mezclas que contenían copolímero S-EB modificado mediante la adición de un bloque central de poliisopreno, que proporcionó medios de tinción selectiva. Se observa una interfaz bastante regular de un grosor aproximado de 100 A. También añadiendo copolímeros dibloque S-EB a mezclas de HDPE/PS con resultados similares. La adición de copolímero nuevamente redujo y estabilizó en gran medida el tamaño de la fase dispersa, y se mejoraron las propiedades mecánicas de tracción en todo el intervalo de composición. La ductilidad se mejora lo suficiente para seguir una regla de mezcla aproximadamente aditiva para el alargamiento a la rotura, y la resistencia se mejoró de nuevo notablemente para las mezclas ricas en PS; esto se atribuyó a una mejor adhesión en la interfase ya la morfología entrelazada observada a altas concentraciones de PS.