SIS

Los copolímeros SIS, son hechos con bloques de homopolímeros conectados al estireno e isopreno, pertenecen a la clase de elastómeros termoplásticos (TPE), cuyo comportamiento elástico, las propiedades para cambiar y recuperar la forma cuando se aplica y luego se elimina una fuerza, y el comportamiento termoplástico: la propiedad de suavizar, viscoso y fluir libremente como un líquido cuando se calienta y vuelve sólido cuando se enfría a temperatura ambiente, se combina en el mismo material. Las propiedades del material están dictadas principalmente por la relación entre las cantidades de poliestireno y poliisopreno, así como por el peso molecular de los bloques de homopolímero. A escala microscópica, los elastómeros con bajo contenido de estireno muestran una morfología de las esferas de poliestireno con dimensiones de 300-350 angstrom dispersas en una matriz de goma, mientras que el aumento progresivo del contenido de estireno hace que las esferas de poliestireno cambien a cilindros y luego a laminillas. Un aumento adicional en el contenido de estireno convierte el material en una matriz plástica en la cual el elastómero disperso cambia gradualmente de los cilindros a las esferas. El material se comporta entonces como un elastómero vulcanizado con un bajo contenido de estireno, cuando la fase elastomérica es continua, mientras que las propiedades de resistencia al impacto predominan con un bajo contenido de butadieno, cuando la fase de poliestireno se convierte en continua. Una definición previa adecuada tanto de los pesos moleculares como de la distribución de los pesos moleculares de los bloques, así como de su pureza, evita el empeoramiento progresivo de las características mecánicas debido a una pobre separación de fases.

Nombres y simbolos

SIS
Copolímeros tribloque isopreno estireno
estireno-isopreno-estireno

Copolímeros tribloque SIS

Los copolímeros tribloque SIS hidrogenados y no hidrogenados con alto contenido de vinilo de la polimerización 3,4 de isopreno en el bloque intermedio de caucho están disponibles como polímeros TPE. Estos materiales de alta Tg (8°C a -32°C [DSC, 10°C / min]) con un contenido de PS que varía de 12 a 33% en peso tienen excelentes características de amortiguación. Los materiales hidrogenados de menor peso molecular tienen una excelente compatibilidad con el PP y se pueden utilizar en la preparación de compuestos transparentes exentos de aceite. Por lo tanto, estos compuestos son útiles para la fabricación de tubos, bolsas y películas médicos y envoltorios para alimentos, ya que también tienen una mejor barrera contra el aire y la humedad que los compuestos SEBS. Además, los tubos producidos a partir de compuestos SIS tienen una excelente resistencia. Las características de alta amortiguación de SIS lo hacen útil en la formulación de adhesivos termofusibles, empuñaduras para equipos deportivos y en aplicaciones de amortiguación del sonido en automóviles. El impedimento estérico impide la hidrogenación completa del bloque intermedio de caucho de SIS, de manera rentable. Por lo tanto, el bloque de caucho en todos los grados SIS se puede vulcanizar. SIS hidrogenado de alto peso molecular se puede vulcanizar durante la formación de espuma (XPRENE SIS 6735, 33% en peso de PS, caucho Tg = -15°C [DSC, 10°C/min], sin flujo a 230°C, 2,16 kg). Las mezclas fundidas de SIS y PS no hidrogenados tienen propiedades de amortiguación mucho mayores que las de PS sin modificar.

Propriedades SIS

Cuando se enfría desde el estado de fusión a una temperatura por debajo de la transición vítrea, los bloques de poliestireno se separan por fases para formar dominios rígidos y duros que actúan como enlaces cruzados físicos para los bloques de dieno elastomérico. El copolímero de tres bloques más importante es SBS. Tiene una mayor resistencia a la tracción que el caucho SBR, pero solo una resistencia al calor limitada. SBS y SIS son menos resistentes que los elastómeros reticulados químicamente y, por lo tanto, no se recuperan de la deformación de manera tan eficiente como los elastómeros de dieno vulcanizados. Debido a la presencia de dobles enlaces en la estructura del bloque medio, tanto SBS como SIS son vulnerables a la degradación térmica y oxidativa. Para el polibutadieno, la degradación generalmente ocurre a través de la reticulación, y para el poliisopreno a través de la escisión de la cadena. Por hidrogenación selectiva del bloque medio a unidades repetidas de etileno-butileno (EB), los copolímeros tribloque se vuelven sustancialmente más estables. Estos denominados copolímeros de bloques SEBS tienen una resistencia térmica y a la intemperie muy mejorada, pero menos buenas propiedades mecánicas.

Polimerización SIS

Se producen por copolimerización iónica de estireno y butadieno (SBS) o de estireno y 2-metil-1,3-butadieno (SIS). Los copolímeros tribloque de estireno isopreno se obtienen por polimerización aniónica iniciada por alquilos de litio en medios cicloalifáticos como disolvente; Las características principales de esta clase de polimerización en cadena aniónica es la vida, es decir la capacidad de los extremos de la cadena polimérica para sobrevivir incluso cuando el monómero se agota por completo y reiniciar la reacción de polimerización cuando el monómero se agrega nuevamente. Debido a la ausencia de reacciones de terminación, los extremos de la cadena activa del polímero no terminan inherentemente, creciendo continuamente hasta el agotamiento completo de los monómeros, lo que a su vez significa que el peso molecular promedio del polímero puede predecirse realmente a partir de la cantidad de material de partida y la cantidad de iniciador. La flexibilidad es el aspecto peculiar de esta técnica de polimerización que permite, en condiciones apropiadas, la producción de elastómeros termoplásticos diferenciados por composición (en estireno), peso molecular, macroestructura (eficiencia de acoplamiento diferente). Normalmente se usa el sistema de polimerización en dos etapas; en este caso, los extremos de la cadena viva de un copolímero dibloque lineal de estireno-isopreno se convierte en un copolímero tribloque SIS mediante la adición posterior de un agente de acoplamiento, cuya cantidad relativa se puede variar para obtener diferentes rendimientos de SIS acoplado y polímeros SI no acoplados. La relación entre los extremos de la cadena activa y el agente de acoplamiento determina la arquitectura del SIS resultante. Para casos especiales, se puede adoptar la polimerización en tres etapas; en este caso no se usa agente de acoplamiento y la adición de monómeros se realiza de forma secuencial.

Trabajabilidad SIS

Tiene una excelente elasticidad similar al caucho curado a temperatura ambiente, y puede ser procesado fácilmente por máquinas de moldeo de plástico a alta temperatura. Disponibles tanto en forma líquida como sólida, los SIS ofrecen una eficiencia de espesamiento superior y un rendimiento a baja temperatura mejorado, al mismo tiempo que minimizan los depósitos y el espesamiento relacionado con el hollín en aceites de motor. La adición de plastificantes reduce los costos, mejora la adhesión sensible a la presión, disminuye la viscosidad del fundido, disminuye la dureza y mejora la flexibilidad a bajas temperaturas. Estos polímeros a menudo se mezclan con muchos otros polímeros, y con aceites y cargas, lo que permite una modificación versátil de las propiedades del producto.

Aplicaciones SIS

Los copolímeros de bloques estirénicos se utilizan a menudo para mejorar el rendimiento de muchos productos. Son ampliamente utilizados en selladores, materiales de juntas, adhesivos de fusión en caliente, bandas de goma, productos de juguetes, suelas de zapatos y en productos de betún para aplicaciones de pavimentación y techado de carreteras. También se utilizan como modificadores de impacto y endurecedores en plásticos y adhesivos. En la aplicación de adhesivos sensibles a la presión, el adhesivo forma una unión cuando se aplica presión para unir el adhesivo con el adherente; en una composición típica, los elastómeros se mezclan con resinas pegajosas, aceite y luego se aplican sobre un sustrato donde mantienen las propiedades adhesivas incluso si se solidifican. Entre los copolímeros termoplásticos de bloque de estireno-dieno, una clase de polímero ampliamente preferida en esta aplicación, el SIS es el material electivo debido al bajo módulo elástico que permite una fácil adhesión bajo la presión simple que normalmente se ejerce con un dedo. Las aplicaciones típicas son cintas, etiquetas y blocs de notas sensibles a la presión. En aplicaciones industriales, los SIS son espesantes eficientes con una capacidad de flujo superior a bajas temperaturas y ofrecen una excelente eficiencia de combustible y beneficios de lavado con agua (para aplicaciones en grasas). Los SIS están disponibles en una variedad de estabilidades para satisfacer las necesidades de rendimiento y comercialización del cliente.