PMMA/PEO
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Mezclas de PMMA/PEO
Las mezclas generalmente consisten en regiones amorfas (tanto PMMA como PEO) y regiones semicristalinas (PEO). La cristalización de PEO en la mezcla de PMMA/PEO depende del peso molecular y de la tacticidad del PMMA. Las mezclas atácticas y sindiotácticas de PMMA/PEO son miscibles y se informan valores de Tg únicos. Para mezclas con PMMA isotáctico, se determinaron dos valores de Tg y existe un sistema de dos fases. Los estudios de dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS) y de dispersión neutral de ángulo pequeño (SANS) demuestran que a-PMMA o s-PMMA amorfo se incorporan entre las laminillas de PEO cristalino, mientras que el i-PMMA se rechaza a las regiones de esferulita de PEO interfibrilar. La interacción específica entre PMMA y PEO se considera como fuerzas débiles de van der Waals, aunque algunos estudios también sugieren interacciones más específicas entre el grupo carbonilo de PMMA y el átomo de oxígeno de PEO. Entre otras aplicaciones, las mezclas de PMMA/PEO se aplican como electrolitos poliméricos. Además, un estudio reciente informa sobre el uso de mezclas de PMMA/PEO como materiales de cambio de fase para aplicaciones de almacenamiento de energía térmica.
Propiedades macroscópicas de las mezclas PMMA/PEO
Las propiedades macroscópicas de las mezclas están fuertemente influenciadas por su estructura microscópica, una tarea importante de la caracterización de la mezcla es estudiar la separación de fases y los cambios de microestructura inducidos por la preparación. Las mezclas de PEO con PMMA se encuentran entre los sistemas más estudiados. Consisten en un componente cristalizable y otro amorfo. Se ha dedicado mucho esfuerzo al estudio de la compatibilidad de los sistemas PEO/PMMA. La investigación de la depresión del punto de fusión, los cambios de Tg, la medición del crecimiento esferulítico y las velocidades de cristalización mostraron que los componentes son compatibles en la masa fundida y en la fase amorfa. La determinación del parámetro de interacción binaria χ dio valores pequeños y negativos, que indican un sistema miscible que interactúa débilmente. Se informó una sola Tg en las mediciones de DSC para mezclas de PEO con aPMMA y sPMMA, mientras que se detectaron dos Tg en una mezcla con iPMMA. Los resultados indican que la compatibilidad disminuye en orden sPMMA> aPMMA> iPMMA. Se han descubierto mediante dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS) y DSC que el sistema PEO/iPMMA con un peso molecular relativamente bajo de PEO (20.000) es incompatible. Otros artículos muestran incompatibilidad de PEO con aPMMA. No se mencionaron cambios de cristalinidad, temperatura de fusión (Tm) y Tg en mezclas de PEO (Mn ~ 2,000 y 125,000) con aPMMA (Mn ~ 500,000). El aumento en la depresión de Tg se observó para mezclas con peso molecular creciente de fracciones de PEO de bajo peso molecular (<7.000) y con peso molecular creciente de PMMA. Usando PEO de bajo peso molecular (8.500) con aPMMA (46.800), se ha encontrado segregación en ciertas composiciones mediante estudios de cromatografía de gases inversa. Se observó una fuerte influencia del peso molecular en la compatibilidad para pesos moleculares más altos (>105) de aPMMA y PEO en mezclas. Investigaciones recientes informan sobre una desmezcla local en la fase desordenada de mezclas sólidas de PEO/aPMMA. Una de las cuestiones importantes es la ubicación del diluyente amorfo en la estructura supramolecular de las mezclas sólidas. Como muestra SAXS, el componente amorfo puede residir entre laminillas cristalinas (sPMMA, aPMMA) o se excluye de las regiones amorfas interlaminares. Se encontró que la segregación del diluyente amorfo (PMMA) depende en gran medida de la Tg y del peso molecular. El diluyente de alta Tg reside exclusivamente en las regiones interlaminares, mientras que el diluyente de baja Tg se excluye al menos parcialmente de estas regiones. Las mediciones de SAXS y de dispersión de rayos X de gran angular (WAXS) también mostraron que con el aumento del peso molecular medio ponderado (Mw) de PMMA, el contenido de PMMA en las regiones interlaminares disminuyó. Los estudios llevaron a la idea de que existe una interfaz en la superficie de las laminillas de PEO de las que se excluye el PMMA. Los cambios de compatibilidad influyen fuertemente en el comportamiento estructural del sistema. Se puede concluir que a pesar de todos los esfuerzos de investigación, existen informes contradictorios con respecto al nivel de mezcla de PEO/PMMA, en particular con respecto a los pesos moleculares de los componentes y la táctica del PMMA. Se ha demostrado que las cadenas de fracciones de bajo peso molecular (<105) de PEO forman laminillas cristalinas. Esto ha sido apoyado por un cambio cuantificado en el espesor de laminillas bajo diferentes condiciones de cristalización. Los cristales más estables se forman a bajo sobreenfriamiento sin ningún pliegue. Por lo tanto, se forman cristales de cadena extendida.