Mediante el injerto de anhídrido maleico en polipropileno, Coace se centra en mejorar la morfología de la interfaz y las cualidades de barrera a los gases de las mezclas de polipropileno (PP) y tereftalato de polietileno (PET). Una mayor compatibilidad entre el PP y el PET se traducirá en mejores cualidades mecánicas y de barrera gracias al proceso de injerto. Se analizarán las ventajas de injertar anhídrido maleico en polipropileno, así como la forma en que afecta a la morfología de la interfaz y a las cualidades de barrera a los gases de las mezclas de PP y PET.

1. Comprender las mezclas de PP y PET

Debido a sus excepcionales cualidades, el polipropileno (PP) y el tereftalato de polietileno (PET) son dos de los polímeros más utilizados. Sin embargo, debido a sus estructuras químicas diferentes, la mezcla de estos dos polímeros puede provocar una adhesión interfacial deficiente. La reducción de la resistencia mecánica y las cualidades de barrera a los gases son el resultado de este contacto débil. Estos problemas pueden resolverse injertando polipropileno con anhídrido maleico.

2. Injerto de anhídrido maleico en polipropileno

Con el fin de Injerto de anhídrido maleico en polipropilenoEn este proceso, las cadenas de polipropileno deben reaccionar. Este proceso mejora la compatibilidad de la columna vertebral del polipropileno con el PET añadiendo grupos funcionales de anhídrido maleico. El injerto en fusión, el injerto en solución y la extrusión reactiva son algunas de las técnicas que pueden utilizarse para completar el proceso de injerto. Un tercer componente, conocido como compatibilizador, se emplea con frecuencia para mezclar polímeros incompatibles mejorando las cualidades de la interfaz de mezcla. Con el fin de mejorar la fuerza de unión interfacial entre el polipropileno (PP) y el tereftalato de polietileno (PET), este estudio utiliza polipropileno injertado con anhídrido maleico (PP-g-MAH) como compatibilizador para crear una película de alto rendimiento con cualidades de barrera al vapor de agua.  

La figura 1 es la imagen SEM de la mezcla de 60% PET y 40% PP (1) y de la mezcla de 60% PET, 37,5% PP y 2,5% PP-g-MAH (2).

  La mezcla sin añadir PP-g-MAH presenta claros defectos, como ilustra la figura. La escasa compatibilidad entre ambos viene indicada por la presencia de la fase granular del PP, que se representa en estos defectos como poros. La adherencia a la superficie disminuye; además, el copolímero se distribuye de forma más uniforme y presenta menos defectos con la adición de PP-g-MAH, lo que ayuda a limitar la entrada de moléculas de gas.  

Figura 2 Permeabilidad al vapor de agua de varias mezclas, PP puro y PET puro

La figura 2 muestra la permeabilidad al vapor de agua de las mezclas. La figura ilustra que, entre todas las mezclas, la permeabilidad al vapor de agua de las mezclas con PP-g-MAH es superior a la del PP puro y las mezclas sin compatibilizador, y la permeabilidad al vapor de agua de las mezclas con el compatibilizador La mezcla con 2,5% PP-g-MAH tiene la permeabilidad al vapor de agua más baja, lo que indica que la adición de PP-g-MAH mejora las características interfaciales de la mezcla y aumenta su barrera al vapor de agua.

3. Efecto sobre la morfología de la interfaz

La morfología de la interfaz de las mezclas de PP y PET se mejora mediante el injerto de anhídrido maleico en polipropileno. Los enlaces covalentes que los grupos funcionales del anhídrido maleico crean con el PET contribuyen a aumentar la adhesión interfacial. Esto reduce la separación de fases y mejora las características mecánicas de la mezcla al provocar una dispersión más uniforme del PET dentro de la matriz de PP.

4. Mejora de las propiedades de barrera al gas

El injerto de anhídrido maleico en polipropileno también mejora las cualidades de barrera a los gases de las mezclas de PP y PET. La permeabilidad a los gases de la mezcla disminuye gracias a la mejora de la adherencia interfacial. Los grupos funcionales del anhídrido maleico actúan como barreras que impiden la difusión de gases a través del contacto. Esta mejora es especialmente útil para las aplicaciones que requieren altas cualidades de barrera a los gases, como los materiales de envasado.

5. Optimización de las condiciones de injerto

Las condiciones de injerto deben mejorarse para obtener las mejoras requeridas en la morfología de la interfaz y las características de barrera a los gases. La eficacia del procedimiento de injerto puede verse afectada por variables como la temperatura de injerto, el tiempo de reacción, la concentración de anhídrido maleico y el tipo de iniciador. La optimización adecuada garantiza las cualidades deseables de las mezclas de PP y PET y la máxima eficacia del injerto. Para mejorar la morfología de la interfaz y las cualidades de barrera al gas de las mezclas de PP y PET, se puede injertar anhídrido maleico en polipropileno. Los grupos funcionales del anhídrido maleico se añaden para mejorar la compatibilidad del PP y el PET, lo que aumenta la resistencia mecánica y reduce la permeabilidad a los gases. Para obtener los beneficios necesarios, hay que mejorar las condiciones de injerto. Este método es muy prometedor para diversos usos, como los materiales de envasado, en los que es crucial mejorar la morfología de la interfaz y las cualidades de barrera a los gases.