Una aleación de polímeros se crea mezclando varias resinas, y con frecuencia posee cualidades que una sola resina no puede igualar o incluso de las que carece, lo que amplía considerablemente la gama de usos de los materiales.
Sin embargo, como las distintas resinas tienen propiedades polares muy diversas, puede resultar difícil combinarlas en una solución homogénea. Por tanto, ¿cómo puede aumentarse la compatibilidad de las aleaciones de polímeros para obtener productos de aleación de polímeros que sean útiles?
Descripción sucinta del compatibilizador
1.¿Cómo funcionan los compatibilizadores?
La compatibilidad de las aleaciones de polímeros puede aumentarse de varias maneras. El método más sencillo consiste en combinar los dos polímeros con un tercer elemento, conocido como compatibilizador, para reforzar su cohesión interfacial y crear una estructura de mezcla estable que potencie la compatibilidad y mejore las características mecánicas de la aleación polimérica.
diseño esquemático de un compatibilizador'para mezclar una sustancia incompatible
2. Clasificación de los compatibilizadores
3. El modo de funcionamiento del compatibilizador's
1. Durante el proceso de mezcla del polímero, se enriquece como tensioactivo en la interfaz bifásica del polímero, creando un "puente" entre las dos fases del polímero de forma similar a un emulsionante o aumentando la superficie del polímero. La tensión interfacial disminuye cuando el disolvente emulsiona o interactúa con el polímero bifásico, haciendo que se enreden entre sí.
2. Mejorar la dispersabilidad de la fase dispersa en la matriz, afinar y dispersar más uniformemente las partículas de la fase dispersa dentro de la matriz, y aumentar la estabilidad de las estructuras de la fase dispersa y la matriz para mejorar las características mecánicas de la mezcla de polímeros.
3. Hacer más fuerte la unión entre la fase dispersa y la fase continua, aumentar la capacidad de adhesión de las dos fases de la mezcla y aumentar el grosor de la capa de interfaz polimérica bifásica, de modo que dos fases inicialmente incompatibles se conviertan en mezclas que puedan soportar el procesamiento.
La adición de diferentes compatibilizadores
En primer lugar, un compatibilizador reactivo
Para crear enlaces covalentes durante la mezcla y una fuerte adhesión entre los componentes poliméricos, el compatibilizador reactivo comprende grupos que pueden reaccionar químicamente con los constituyentes de la mezcla'para proporcionar el efecto de una mayor capacidad. Existen cuatro categorías:
(1) Tipo de anhídrido maleico
El compatibilizador de tipo anhídrido maleico, que a menudo resulta de la polimerización por injerto de anhídrido maleico y un determinado polímero, es un compatibilizador que contiene carboxilo.
(2) Tipo acrílico
El compatibilizador de tipo anhídrido maleico, que a menudo resulta de la polimerización por injerto del ácido acrílico y un determinado polímero, es también un compatibilizador que contiene carboxilo.
(3) Tipo epoxi
Los compatibilizadores epoxídicos son compatibilizadores de grupo final para compuestos epoxídicos.
(4) Polímero reactivo compatible
Algunos polímeros poseen grupos químicamente reactivos que, al combinarse con otra sustancia, pueden reaccionar y mostrar autocompatibilidad.
2.Un compatibilizador que no sea reactivo
Los compatibilizadores no reactivos son aquellos que no interactúan químicamente con los componentes de la mezcla, sino que se basan en sus afinidades con cada componente para reforzar la unión de las partes constituyentes del sistema de mezcla. Existen tres categorías:
(1) Un compatibilizador de tipo AB
La copolimerización en bloque o de injerto se utiliza para crear polímeros de dos componentes con A y B.
(2) Un tipo de CA compatible (ABC)
Se crea por copolimerización en bloque o de injerto de dos (o tres) monómeros o polímeros de AC (ABC), siendo C parcial o misciblemente compatible con B.
(3) Un compatibilizador para CD
Un compatibilizador para moléculas pequeñas
Casi todos los compatibilizadores reactivos de moléculas pequeñas, como los de la familia de la silicona común, pueden reaccionar químicamente con ambos componentes o tener una fuerte compatibilidad sólo con uno de ellos.
3. Papel y uso del compatibilizador
(1).Destacar la aleación's fuerte rendimiento
En condiciones normales de procesado, la mayoría de los sistemas incompatibles tienen una estructura de "mar-isla", en la que el polímero de fase dispersa está diseminado en la matriz de polímero de fase continua en forma de partículas (o varillas o elipsoides).
Sin embargo, el compatibilizador promueve una dispersión más fina y uniforme de las dos fases' al tiempo que reduce su tensión interfacial y mantiene una forma submicrónica estable. El rendimiento del sistema que no tenía valor de aplicación anterior puede mejorarse eligiendo el tipo, la dosis y las condiciones de procesamiento adecuadas del compatibilizador y controlando el tamaño de las partículas y la distribución de la fase dispersa para obtener el estado óptimo.
(2)Fomentar la funcionalización de las aleaciones
Una aleación polimérica que presenta características únicas, como biodegradabilidad, propiedades de barrera a los gases y propiedades antiestáticas persistentes, se denomina aleación polimérica funcional. Mediante el uso de un compatibilizador, es posible crear aleaciones poliméricas de alta calidad con estratificación de fases dispersas, fibrosis de fases dispersas y estructuras de red interpenetrantes, además de la típica estructura de "isla" de alta calidad. Esto permite la realización de numerosas funciones excepcionales que no son posibles con la estructura de "isla marina", así como la creación de aleaciones poliméricas de alta funcionalidad con diversas funciones.
(3)Reciclaje de botellas de plástico usadas
Cómo tratar los residuos plásticos mezclados es el mayor reto del reciclado de residuos plásticos. Las ventajas sociales y económicas serán sustanciales si se consigue regenerar esos materiales en nuevas aleaciones de polímeros de alto rendimiento utilizando tecnología compatible y tecnología de mezcla de fundidos sin tratamiento específico.
