Las mezclas de polímeros, formadas por dos o más polímeros inmiscibles, ofrecen una amplia gama de características y usos. Sin embargo, lograr la compatibilidad entre estos polímeros sigue siendo un obstáculo importante. El rendimiento de las mezclas de polímeros se mejora mediante procedimientos de compatibilización, que también mejoran la uniformidad de la mezcla y la adhesión interfacial.
Técnicas de compatibilización reactiva
Grupos funcionales reactivos se utilizan en procedimientos de compatibilización reactiva para fomentar la unión covalente y la adhesión interfacial entre fases poliméricas inmiscibles. En este campo, los desarrollos recientes incluyen:
a. Grupos funcionales avanzados: Para determinados sistemas de mezcla de polímeros, los científicos han creado nuevos grupos funcionales reactivos con reactividad, selectividad y compatibilidad mejoradas. Algunos ejemplos son los grupos funcionales basados en la química de clic que facilitan una compatibilización rápida y eficaz, como las reacciones azida-alquino.
b. Compatibilizadores multifuncionales: Para aumentar la eficacia de la compatibilización, se han desarrollado compatibilizadores multifuncionales con varios grupos reactivos. La ventaja de estos materiales es que pueden abordar varias interacciones en la interfaz a la vez, lo que mejora la adhesión interfacial y la compatibilidad de la mezcla.
c. Nanopartículas reactivas: Las nanopartículas funcionalizadas reactivamente son prometedoras como compatibilizadores. Al localizarse en la interfaz de la mezcla de polímeros, estas nanopartículas mejoran la adhesión interfacial y ofrecen más lugares para las reacciones químicas. Presentan posibilidades especiales para modificar las características de las mezclas de polímeros.
Técnicas de compatibilización no reactiva
El objetivo de los métodos de compatibilización no reactivos es alterar las características de la interfaz de las mezclas de polímeros sin implicar reacciones químicas. En este campo, los desarrollos recientes incluyen:
a. Modificación de la superficie: Las propiedades interfaciales de las mezclas de polímeros se han alterado mediante métodos de modificación de la superficie, como el tratamiento con plasma y la deposición de películas o revestimientos poliméricos finos. Estos métodos aumentan la compatibilidad de las mezclas al reducir la tensión interfacial y aumentar la adhesión interfacial.
b. Compatibilización asistida por tensioactivos: Los copolímeros en bloque anfifílicos y los tensioactivos se han utilizado como compatibilizadores para disminuir la tensión interfacial y aumentar la miscibilidad de la mezcla. Al localizarse en la interfase, estos aditivos mejoran la compatibilidad de la mezcla al alinearse con las fases inmiscibles y crear una capa interfacial estabilizadora.
c. Métodos de autoensamblaje: Para lograr la compatibilización, se han investigado métodos de autoensamblaje, incluido el uso de cristales líquidos y copolímeros en bloque. En la interfaz, estos sistemas son capaces de separar fases y autoensamblarse, lo que da lugar a la creación de nanoestructuras ordenadas que mejoran la miscibilidad de la mezcla.
Métodos y materiales avanzados de procesamiento
Los avances más recientes en los métodos de procesamiento y los materiales han aumentado la compatibilización de las mezclas de polímeros:
a. Nanocompuestos poliméricos: La adición de nanorrellenos a las mezclas de polímeros, incluyendo nanopartículas o nanoarcillas, tiene el potencial de mejorar la compatibilidad de las mezclas. Estos nanorrellenos tienen la capacidad de alterar las características mecánicas y térmicas de las mezclas, así como la separación de fases y las propiedades interfaciales.
b. Polimerización in situ: Para lograr la compatibilización, se han ideado procedimientos de polimerización in situ, en los que una de las fases poliméricas se genera dentro de la matriz de la mezcla. Mediante la creación de una tercera fase polimérica o una interfase compatibilizadora, este método mejora la miscibilidad de la mezcla y la adhesión de la interfaz.
c. Tecnologías avanzadas de procesamiento: La extrusión reactiva, la microfluídica y la electrohilatura son algunos ejemplos de métodos de procesamiento de vanguardia que se han aplicado para mejorar la compatibilización de las mezclas. El control preciso de la mezcla, la cinética de reacción y el desarrollo morfológico de estas técnicas mejora la homogeneidad y la compatibilidad de las mezclas.
Evaluación y caracterización
Los nuevos métodos de caracterización han permitido comprender a mayor escala la compatibilización de las mezclas de polímeros.
a. Métodos avanzados de obtención de imágenes: La visualización detallada de la morfología y la interfaz de la mezcla ha sido posible gracias a métodos de imagen de alta resolución como la microscopía de fuerza atómica (AFM), la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y la microscopía electrónica de barrido (SEM). Estos métodos ofrecen nuevas perspectivas importantes sobre la estructura interfacial de las mezclas de polímeros y la eficacia de las tácticas de compatibilización.
b. Análisis reológico: Los métodos de caracterización reológica proporcionan información sobre las características mecánicas, el comportamiento viscoelástico y el procesamiento en fusión de las mezclas de polímeros compatibilizados. Estos métodos incluyen el análisis del flujo de fusión y el análisis mecánico dinámico (DMA). Estos resultados apoyan la evaluación de la eficacia de las estrategias de compatibilización.
c. Evaluación de propiedades mecánicas y térmicas: Ensayos de impacto y tracción, así como métodos de análisis térmico como la calorimetría diferencial de barrido (DSC) y el análisis termogravimétrico .
