PVC/PMMA
Aleación > ► Mezclas de PMMA
PMMA/PVC
Las mezclas de PMMA con poli (cloruro de vinilo) (PVC) son las mezclas más aplicadas en aplicaciones comerciales. El PMMA actúa como modificador de impacto para el PVC y, por lo tanto, es muy interesante de utilizar como componente de mezcla en el PVC modificado. Las mezclas de PMMA / PVC se han utilizado en bienes industriales o de consumo; como equipo de ingeniería médica, eléctrica o química; para envases de alimentos o bebidas; para carcasas de herramientas eléctricas; en componentes de aeronaves; etc. Las mezclas de PVC/PMMA pueden ser miscibles en todo el rango de composición101 sin embargo, la miscibilidad depende de muchos factores, como la temperatura (miscible por debajo de LCST), el método de producción de la mezcla, la masa molar y la tacticidad del PMMA. Los polímeros son compatibles debido a la interacción específica de puentes de hidrógeno entre los grupos carbonilo de PMMA y los hidrógenos ácidos del PVC. Dado que se sabe que el PVC es bastante miscible con PMMA (miscibilidad con un comportamiento LCST) y también es de bajo coste, se han utilizado algunas mezclas de PVC y PMMA en aplicaciones de extrusión de láminas y termoformado. Sin embargo, las composiciones de PVC acrílico utilizadas comercialmente contienen invariablemente un núcleo de caucho acrílico (tipo PMMA-g-n-BuA o MBS) para obtener una alta tenacidad), con algo de PMMA, para reducir el equilibrio de rendimiento de costo / impacto. El papel del PVC en estas mezclas es reducir el costo e impartir cierto grado de retardo de la llama. Los acrílicos definitivamente ayudan en la procesabilidad del PVC. El buen nivel de compatibilidad entre PMMA y PVC es el principal responsable de las características de tenacidad de la mezcla. El poli (metacrilato de metilo) de PMMA y sus mezclas de PVC con diferente porcentaje en peso actúan como plastificantes. Se ha informado de una resistencia al impacto Izod con muescas de > 600 J/m, con modificador de caucho acrílico. La dureza de las mezclas disminuye al aumentar el% en peso de PVC en la matriz de PMMA. Esto se debe principalmente al efecto de plastificación que aumenta la flexibilidad de la cadena y las características elásticas de la mezcla. El PVC y el PMMA son miscibles con el sistema monofásico. La dureza del polímero es un parámetro elástico y plástico complejo 1-2 e implica una contribución reversible e irreversible a la deformación. La deformación en sólidos cristalinos ocurre por un mecanismo definido como deslizamiento o hermanamiento, mientras que para los polímeros involucra el movimiento relativo de moléculas, ya que las moléculas pueden ser muy grandes y ocurrir en cadenas largas, este sería un proceso altamente complejo.
Acrílicos
El término acrílicos describe una familia de polímeros o copolímeros que contienen unidades repetidas que pueden considerarse como derivados del acrílico o de un ácido acrílico sustituido del tipo -CH2-C (Y) CX-, donde X = -H (derivados del ácido acrílico) o X = -CH3 (derivados del ácido metacrílico), e Y = N, ONH2, OOCnH2n + 1, etc. El origen de la miscibilidad PVC-acrílico es la interacción entre el grupo -CHCl- del PVC y el grupo carboxilo del acrílico. En principio, el mecanismo es análogo al responsable de la miscibilidad del PVC con poliésteres alifáticos lineales, por ejemplo, policaprolactama, o polipentametileno-adipato o politetrametileno-adipato, -glutarato, -sebacato, etc. El miembro principal de la familia de los acrílicos es el polimetilmetacrilato (PMMA), también conocido como "el acrílico". A pesar de la miscibilidad del PVC con PMMA, las mezclas de estos dos polímeros no son comercialmente importantes (aunque se sabe que la adición de PVC reduce la inflamabilidad del PMMA). Ambas resinas son amorfas con temperaturas de transición vítrea similares y poca resistencia al impacto. Para ser útiles, requieren endurecimiento. Vale la pena señalar que el PMMA también forma mezclas miscibles con cloruro de polivinilo clorado (CPVC). Estas mezclas (que contienen 80% de PMMA) son conocidas por su buena procesabilidad, HDT y dureza. Las mezclas resultantes mostraron buena procesabilidad y alta HDT. Los acrílicos que se utilizan actualmente en las aleaciones de PVC son principalmente de tipo acrílico elastomérico. Las aleaciones de PVC/MBS se han preparado mediante mezcla de látex. Los tipos más nuevos de MBS, diseñados como modificadores de impacto para PVC, tienen un tamaño controlado de las partículas elastoméricas que hace posible preparar láminas transparentes de PVC/MBS para embalaje. Por ejemplo, se ofrece MBS con estructuras tipo clúster. Las partículas individuales que forman los grupos tienen un diámetro de 50-70 nm. Se mantienen unidos por un copolímero de injerto o terpolímero de estireno-metilmetacrilato. Una ruta alternativa a la transparencia es utilizar elastómeros acrílicos que coincidan con el índice de refracción de PVC. A principios de la década de 1980, se desarrolló poli(fenoxietoxietilacrilato) (PPOEA). La resina mezclada con PVC y un copolímero de injerto de cloruro de vinilo sobre PPOEA dio como resultado aleaciones transparentes con buena resistencia al impacto. La composición de PVC con buena procesabilidad, transparencia y resistencia al impacto comprendía 5-40% en peso de un copolímero de injerto de múltiples etapas de SBR con metacrilato de metilo y estireno (MBS).
Mezclas de PVC con EVAc y copolímero de bloque de estireno-butadieno, o con copolímero de etileno-acetato de vinilo-monóxido de carbono (EVAc-CO) y un copolímero de injerto de metacrilato de metilo. En el primer caso, las aleaciones resultantes mostraron excelente procesabilidad, transparencia, estabilidad térmica, resistencia a la intemperie, mezclas de PVC/acrílicos tiene flexibilidad de baja T y resistencia al bloqueo, mientras que en el segundo las mezclas transparentes tuvieron excelentes propiedades de impacto. Así, las mezclas de moldeo a base de PVC contenían partículas de polímero de injerto, con núcleos de caucho de silicona reticulado, cubiertas internas de elastómero de acrilato reticulado (acrilato de butilo, cianurato de tri-alilo) y cubiertas externas hechas de copolímeros de estireno-acrilonitrilo. Las aleaciones mostraron un excelente comportamiento de impacto a baja temperatura.
Mezclas de PVC/PMMA
Se han comercializado mezclas de PVC con polimetilmetacrilato (PMMA) (por ejemplo, Kydex®, Kleerdex Co.) como láminas extruidas para aplicaciones de termoformado como sillas, asientos, bandejas, etc. La facilidad de termoformado, la tenacidad, la resistencia a los disolventes de limpieza y las características de retardo de llama de las mezclas han sido las características principales que llevaron a su uso. El buen nivel de compatibilidad entre PMMA y PVC es el principal responsable de las características de tenacidad de la mezcla. Se ha informado de una resistencia al impacto Izod con muescas de> 600 J/m, aunque es probable que se haya utilizado algún modificador de caucho acrílico. El retardo de llama inherente y las características de baja generación de humo de las mezclas de PVC/PMMA cumplen con los estándares de seguridad contra incendios de los aviones. Este factor, junto con el bajo costo, la alta tenacidad y las características de fácil procesamiento de la mezcla, llevaron a su uso en componentes de aeronaves como cubiertas de inodoros, bandejas de piso, difusores de aire, carcasas de respiradores de emergencia, etc. El retardo de llama inherente y las características de baja generación de humo de las mezclas de PVC/PMMA cumplen con los estándares de seguridad contra incendios de los aviones. Estos aspectos, junto con el bajo costo, llevaron a su uso en aviones y vehículos de transporte masivo. Las mezclas de PVC/acrílicos se han utilizado para formar bienes industriales, comerciales y de consumo (por ejemplo, como revestimientos de paredes, protectores de esquinas, cubiertas de columnas, estanterías, contralaminados, sillas, asientos, bandejas, tejas de techo, marcos de ventanas, tablas para la intemperie, canaletas de techo sistemas, tuberías, piscinas, escaleras, revestimientos), en equipos médicos, eléctricos (conductos de cables y conductos) y diversos equipos de ingeniería química, para equipos de alimentos o bebidas, como componentes interiores de aviones o tránsito masivo, para carcasas de herramientas eléctricas, cuerpos de maquinillas de afeitar, partes de aspiradoras, cascos protectores, volantes, discos, juguetes, artículos deportivos, componentes de aeronaves como cubiertas de inodoros, bandejas de piso, difusores de aire, carcasas de respiradores de emergencia, equipos de oficina y partes de computadoras, y en otras aplicaciones que requieran buena resistencia a la intemperie.
Procesamiento
Calentar las mezclas de PVC/PMMA a 205°C durante un período prolongado de tiempo da como resultado una degradación, durante la cual se desprende HCl. Si el termoformado se realiza en el rango de temperatura especificado, se produce menos de 1 ppm de HCl. Si la temperatura es demasiado baja, el producto tendrá tensión interna debido a la diferencia de temperatura en toda su sección transversal. El tiempo de calentamiento dependerá del grosor de la lámina y varía entre 2 y 18 min para láminas de 0,7 a 6 mm. Se obtienen tiempos más cortos con calentamiento por infrarrojos. Las temperaturas óptimas de formación son 175-200°C. La velocidad de enfriamiento no tiene ningún efecto significativo sobre las propiedades del producto siempre que el enfriamiento sea uniforme. El enfriamiento no uniforme, por otro lado, causará tensión residual en el material. Para obtener la repetibilidad, el material debe dejarse en el molde hasta que la temperatura descienda por debajo de los 40-50°C. Se pueden utilizar todas las prensas, pero los mejores resultados se obtienen cuando se utilizan máquinas automáticas de termoformado o conformado al vacío. En la mezcla PVC/PMMA, el cloro y la pérdida de masa del PVC aumentaron en presencia de PMMA. PVC/PMMA: a veces incluye una pequeña cantidad de copolímero de MMA para mejorar la resistencia a la fusión y ayudar al procesamiento.
Aplicación
Se han comercializado mezclas de PVC con polimetilmetacrilato (PMMA), como láminas extruidas para aplicaciones de termoformado como sillas, asientos, bandejas, etc. La facilidad de termoformado, la tenacidad, la resistencia a los disolventes de limpieza y las características de retardo de llama de las mezclas han sido las características principales que llevaron a su uso. El retardo de llama inherente y las características de baja generación de humo de las mezclas de PVC/PMMA cumplen con los estándares de seguridad contra incendios de los aviones. Este factor, junto con el bajo costo, la alta tenacidad y las características de fácil procesamiento de la mezcla, llevaron a su uso en componentes de aeronaves como cubiertas de inodoros, bandejas de piso, difusores de aire, recintos de respiradores de emergencia, etc. Se utiliza en carcasas de máquinas comerciales, muebles, asientos de transporte público y bandejas de servicio de alimentos. Se añade MBS o MABS (metacrilato, acrilonitrilo butadieno estireno) para mejorar la tenacidad a baja temperatura. Calidades mejoradas utilizadas en revestimientos, tuberías y accesorios.