Reticulación por radiación
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Reticulación por radiación
Cuando se exponen a radiación de alta energía, los materiales plásticos se reticularán o degradarán, dependiendo de su estructura macromolecular. La adición de "agentes de reticulación" facilita la reticulación de plásticos que de otra forma serían degradados por la radiación de alta energía. Este enfoque permite que los materiales plásticos se procesen como termoplásticos y posteriormente se reticulen. Una aplicación bien conocida es la reticulación por radiación de los revestimientos de cables de PE que se logra utilizando aceleradores de haz de electrones inmediatamente después de la extrusión. Este proceso requiere medidas de seguridad específicas porque se crean ozono, humos nitrosos y rayos X. La reticulación asegura que estos cables no se derritan durante un incendio potencial, lo que ofrece una mayor seguridad contra incendios. Otras aplicaciones de PE incluyen tubos retráctiles (reticulación antes de estirar bloqueos en la estructura molecular, y cuando se recalientan los tubos / mangueras se contraen de nuevo a sus dimensiones originales) y tuberías (la reticulación aumenta su resistencia al calor y a la fisuración). Cada vez más, otros plásticos de ingeniería también están reticulados por radiación, por ejemplo, para aumentar sus características mecánicas a temperaturas elevadas.
Cuando se exponen a radiación de alta energía, los materiales plásticos se reticularán o degradarán, dependiendo de su estructura macromolecular. La adición de "agentes de reticulación" facilita la reticulación de plásticos que de otra forma serían degradados por la radiación de alta energía. Este enfoque permite que los materiales plásticos se procesen como termoplásticos y posteriormente se reticulen.
Osea cuando los polímeros de vinilo se someten a radiación ionizante (ya sean fotones, electrones, neutrones o protones), se producen dos tipos principales de reacción: reticulación y degradación. Generalmente, ambos ocurren simultáneamente, aunque la degradación predomina con altas dosis de radiación. Con dosis bajas de radiación, la estructura del polímero determina cuál será la reacción principal. Por lo tanto, los polímeros disustituidos geminalmente, como el poli (a-metilestireno), el poli (metacrilato de metilo) y el poliisobutileno tienden a sufrir una escisión de la cadena, y el monómero se forma como el principal producto de degradación. Dichos polímeros disminuirán en peso molecular con la exposición a la radiación. Los polímeros sustituidos con halógeno, como el poli (cloruro de vinilo), se degradan con la pérdida de halógeno. Con la mayoría de los otros monómeros de vinilo, predomina la reticulación. El mecanismo de reticulación es de naturaleza radial libre. La reacción es esencialmente la misma que en la reticulación con peróxido, excepto que los radicales poliméricos se forman por la interacción de la radiación ionizante con el polímero. La reacción probablemente implica el rechazo inicial de un protón, que a su vez elimina otro protón de un sitio adyacente en una cadena vecina. Esta suposición es razonable porque el hidrógeno es un producto secundario importante, y la formación aleatoria de radicales no daría la eficiencia de la reticulación que generalmente se observa.
Grupos fotosensibles a la reticulación por radiación
La reticulación de elastómeros también puede llevarse a cabo mediante radiación de alta energía, como rayos X, haces de protones, electrones y neutrones. Tal reticulación no implica el uso de ningún curativo. La irradiación genera una alta concentración de radicales libres por deshidrogenación en las moléculas de caucho, que se combinan para formar enlaces cruzados C-C como en el caso del entrecruzamiento con peróxido. Es una reacción química inducida físicamente, que es más fácil y preferible para las tecnologías de curado continuo y se usa para muchas aplicaciones en la industria del caucho. Los compuestos halogenados, el óxido nitroso, el monocloruro de azufre y bases como la amina y el amoníaco actúan como sensibilizadores en el entrecruzamiento por radiación al reducir la dosis y el tiempo de radiación requeridos. El curado térmico implica un tiempo de curado prolongado, un alto consumo de energía, la evolución de subproductos tóxicos volátiles y crea tensiones residuales en el material, mientras que el curado con haz de electrones del caucho es un proceso rápido no térmico que utiliza electrones de alta energía en dosis controladas para el curado de una variedad de materiales. de componentes para aplicaciones aeroespaciales, automotrices y de consumo. Además del entrecruzamiento, la radiación del haz de electrones también puede resultar en la oxidación y degradación de una estructura de red. La eficiencia de reticulación de un caucho bajo un haz de electrones depende de su estructura molecular. En la fotorreticulación, el caucho absorbe luz (cerca de las regiones ultravioleta y/o visible) cuya longitud de onda es idéntica a la banda de absorción de los grupos fotosensibles presentes en las moléculas de caucho. La energía absorbida suele generar radicales, que pueden iniciar la reacción de reticulación. Los grupos fotosensibles incluyen cinamoílo, cinamilideno, acriloílo, diazo y ditiocarbamato, y dobles enlaces. Además de los modos descritos anteriormente, los elastómeros insaturados como el caucho natural, el caucho de estireno butadieno o el caucho de nitrilo también pueden reticularse con resina de fenol formaldehído. La tiourea de etileno se ha establecido como un reticulante adecuado para cauchos especiales como los cauchos de policloropreno y epiclorhidrina. Los cauchos fluorados se pueden reticular con poliaminas, polioles, etc.
Keywords: reticulación, radiación, vulcanización, curado, entrecruzamientoe, enlace cruzado