Las poliamidas son materiales de ingeniería termoplásticos con características mecánicas excepcionales que se utilizan ampliamente. No obstante, con frecuencia se añaden a las poliamidas productos químicos endurecedores para mejorar aún más sus prestaciones. Al mejorar la tenacidad, la resistencia al impacto y otras cualidades mecánicas de las poliamidas, estos agentes aumentan la gama de posibles usos industriales de las poliamidas. El objetivo de este artículo es dar una visión general de los agentes endurecedores más comunes para las poliamidas, cubriendo sus características, modos de acción e impactos en las propiedades de las poliamidas.
Agentes endurecedores del caucho
Para aumentar la dureza de las poliamidas, se utilizan con frecuencia agentes endurecedores de caucho, como las partículas de caucho con núcleo. Estos agentes se componen de una cubierta compatible con la matriz de poliamida que rodea un núcleo de caucho. Las propiedades de absorción de energía de las partículas de caucho difunden la tensión e impiden que se propaguen las grietas, mejorando la resistencia de las poliamidas a los impactos y su tenacidad frente a las fracturas.
Otra clase de agentes endurecedores utilizados en las poliamidas son los elastómeros termoplásticos o TPE. Los TPE aportan flexibilidad, elasticidad y tenacidad a la matriz de poliamida combinando las cualidades de los termoplásticos y los elastómeros. Se difunden en la poliamida para mejorar la resistencia del material a la deformación en circunstancias de carga dinámica, el alargamiento a la rotura y la resistencia al impacto.
Nanopartículas
Como agentes endurecedores de las poliamidas, nanopartículas como las nanoarcillas y la nanosílice han despertado interés. Debido a su enorme superficie y a su elevada relación de aspecto, estas nanopartículas pueden reforzar la matriz de poliamida y mejorar sus cualidades mecánicas. Como las nanopartículas crean un fuerte enlace interfacial e impiden que las grietas se propaguen dentro del material, mejoran el módulo, la resistencia y la tenacidad de las poliamidas.
Refuerzos fibrosos
Las poliamidas pueden endurecerse considerablemente añadiendo refuerzos fibrosos, como fibras de carbono o de vidrio. Como componentes de la matriz que soportan la carga, estos refuerzos distribuyen la tensión e impiden que se propaguen las grietas. Los refuerzos fibrosos mejoran la solidez, rigidez y resistencia al impacto de las poliamidas, lo que las cualifica para aplicaciones exigentes.
Caucho líquido y oligómeros
Los cauchos y oligómeros líquidos se utilizan para endurecer las poliamidas. Ejemplos de estos materiales son el polibutadieno líquido y el epoxi líquido. La dureza y la resistencia al impacto de la matriz de poliamida aumentan gracias a la fácil mezcla de estos elementos de baja viscosidad. Los cauchos y oligómeros líquidos mejoran la capacidad de las poliamidas para disipar la energía, evitando fallos catastróficos bajo cargas de impacto.
Entre los agentes endurecedores que reaccionan químicamente con la matriz de poliamida durante el procesado para generar una fase continua se encuentran los copolímeros de acrilonitrilo butadieno terminados en carboxilo (CTBN). Al favorecer la adhesión entre la matriz y la fase de dispersión, estos compuestos mejoran la resistencia al impacto y la tenacidad de las poliamidas. Las aplicaciones de alto estrés son un área en la que destacan los agentes endurecedores reactivos.
Los plastificantes son aditivos que se utilizan para aumentar la tenacidad y flexibilidad de los materiales de poliamida. Los plastificantes mejoran la flexibilidad y la resistencia al impacto del material al reducir la temperatura de transición vítrea (Tg) de la matriz. Sin embargo, otras cualidades como la resistencia química y la estabilidad dimensional pueden verse afectadas por un contenido excesivo de plastificantes.
Sistemas híbridos de endurecimiento
Estos sistemas trabajan juntos para mejorar las características de las poliamidas mediante la combinación de varios productos químicos endurecedores. Para satisfacer las necesidades de una aplicación concreta, las partículas de caucho pueden combinarse con nanopartículas o refuerzos de fibra para producir una combinación de tenacidad, resistencia y rigidez. Con los sistemas híbridos es posible una gama más amplia de optimización de las propiedades de las poliamidas.
En resumen, los agentes endurecedores son esenciales para mejorar las características mecánicas de las poliamidas. Entre las formas más comunes de agentes endurecedores para poliamidas se encuentran los agentes endurecedores de caucho, los elastómeros termoplásticos, las nanopartículas, los refuerzos de fibra, los cauchos líquidos, los oligómeros, los agentes reactivos, los plastificantes y los sistemas híbridos. Al comprender las propiedades y el funcionamiento de estos agentes, se pueden diseñar y desarrollar materiales de poliamida de alto rendimiento para una serie de industrias, aumentando su utilidad en entornos difíciles.
W1A puede utilizarse como compatibilizador y como agente endurecedor. Como compatibilizador de nailon, también es adecuado para aleaciones PA/PE y PA/PP, lo que puede mejorar la tenacidad de la aleación. Como agente endurecedor de nylon, su baja temperatura El rendimiento es muy superior, la resistencia al impacto de PA6+15%W1A a -40ºC se puede mantener en 35-40% del impacto a temperatura ambiente.
