Introduzione

Un elastomero sintetico chiamato SEBS (Stirene-Etilene-Butilene-Stirene) viene prodotto copolimerizzando stirene e butadiene con l'aggiunta di etilene come co-monomero. Grazie alle loro qualità meccaniche superiori e alla buona resistenza alla permeabilità, i copolimeri SEBS sono utilizzati in un'ampia gamma di settori, tra cui l'edilizia, l'automotive e l'imballaggio. Per creare miscele adatte, il SEBS-g-MA (stirene-etilene-butilene-stirene-graft-anidride maleica) può essere innestato su poliolefine modificate con anidride maleica. Questo è uno degli usi più importanti dei copolimeri SEBS.

Per aumentare l'adesione interfacciale e le caratteristiche meccaniche delle miscele, in questo lavoro il SEBS-g-MA viene applicato alle poliolefine modificate con anidride maleica (MAH-PO). Discuteremo i vantaggi dell'impiego di SEBS-g-MA come compatibilizzante e le diverse modalità di realizzazione dei copolimeri d'innesto. Inoltre, confronteremo le miscele di polimeri migliorate con SEBS-g-MA con le loro controparti inalterate in termini di caratteristiche fisiche, chimiche e meccaniche.

Copolimero ad innesto SEBS-g

Il SEBS-g-MAH, un copolimero SEBS innestato con anidride maleica, viene spesso impiegato come compatibilizzante nelle miscele di polimeri. Il ponte molecolare creato dal copolimero innestato tra le catene polimeriche incompatibili migliora le qualità meccaniche e di adesione interfacciale delle miscele.

Il copolimero SEBS viene creato copolimerizzando stirene, etilene e butilene in presenza di un iniziatore di perossido durante la produzione di SEBS-g-MAH. Il copolimero d'innesto SEBS-g-MAH viene creato facendo reagire il copolimero SEBS con l'anidride maleica in presenza di iniziatori radicali.

Un vantaggio dell'utilizzo del SEBS-g-MA come compatibilizzante è che può aumentare la tenacità e la resistenza all'urto delle miscele polimeriche senza ridurne sensibilmente la resistenza alla trazione o la rigidità. In questo modo è possibile produrre una miscela omogenea con qualità meccaniche superiori grazie alla migliore compatibilità del SEBS-g-MA tra le catene polimeriche.

Il SEBS-g-MA viene applicato ai MAH-PO.

L'industria delle materie plastiche fa largo uso di poliolefine come il polietilene (PE) e il polipropilene (PP) grazie al loro basso costo, alla leggerezza e alla superiore lavorabilità. La loro applicabilità è tuttavia limitata ad alcuni settori a causa delle loro scarse qualità meccaniche, tra cui la bassa resistenza agli urti e la scarsa stabilità termica. Per ovviare a queste limitazioni, l'anidride maleica (MAH) può essere innestata sulle poliolefine per aumentarne la compatibilità e l'adesione interfacciale tra le catene poliolefiniche.

Quando il MAH viene aggiunto alle poliolefine, si producono gruppi funzionali polari che possono interagire con altre specie polari, come il copolimero d'innesto SEBS-g-MA, per stabilire una potente connessione interfacciale tra le catene polimeriche. Ciò migliora le caratteristiche meccaniche della miscela polimerica, rendendola meno fragile e più robusta e resistente agli urti.

Il SEBS-g-MA può essere miscelato con poliolefine modificate con MAH in vari modi, tra cui la miscelazione per fusione, la miscelazione in soluzione e la lavorazione reattiva. In un estrusore per melt compounding, il SEBS-g-MA e i MAH-PO vengono combinati durante la miscelazione per fusione. Per miscelare una soluzione, i SEBS-g-MA e i MAH-PO devono essere sciolti in un solvente prima di essere combinati. Nella lavorazione reattiva, si utilizza un compatibilizzante reattivo per creare un legame covalente tra le catene polimeriche dei MAH-PO e del SEBS-g-MA.

Le qualità dei polimeri, le circostanze di lavorazione e l'uso previsto influenzano la scelta della tecnica di miscelazione. La lavorazione reattiva è preferita per le applicazioni più specializzate, in cui è richiesto un maggiore controllo della reazione, ma la miscelazione per fusione è ancora l'approccio più utilizzato per le applicazioni industriali, grazie alla sua semplicità.

Miscele di polimeri potenziate SEBS-g-MA: Proprietà

È stato dimostrato cheSEBS-g-MAH  migliora notevolmente le caratteristiche meccaniche delle miscele di poliolefine modificate con MAH. Innestando il SEBS-g-MA sulle MAH-PO, si rafforza l'adesione interfacciale tra le catene polimeriche, ottenendo una miscela più uniforme con una maggiore tenacità e resistenza all'impatto.

Per esaminare le caratteristiche meccaniche dei conglomerati sono state utilizzate prove di trazione, di impatto e di analisi meccanica dinamica (DMA). Mentre la rigidità è rimasta per lo più invariata, si è scoperto che l'aggiunta di SEBS-g-MAH ha aumentato la resistenza alla trazione e l'allungamento a rottura. Un forte aumento della resistenza all'urto suggerisce che la tenacità delle miscele è migliorata.

È stata anche valutata la stabilità termica delle miscele e si è scoperto che l'inclusione di SEBS-g-MA ha migliorato tale stabilità arrestando il deterioramento ad alte temperature, grazie alla capacità del SEBS-g-MA di sopprimere la scissione della catena e di funzionare come stabilizzatore termico impedendo la produzione di radicali.

Per aumentare l'adesione interfacciale e le caratteristiche meccaniche delle miscele di polimeri, il copolimero di innesto SEBS-g-MA viene spesso impiegato come compatibilizzante. Le poliolefine modificate con anidride maleica aumentano la tenacità, la forza d'urto e la stabilità termica quando vi si aggiunge SEBS-g-MA.

Per creare SEBS-g-MAJ si possono utilizzare diverse tecniche, tra cui la miscelazione per fusione, la miscelazione in soluzione e la lavorazione reattiva. Le qualità dei polimeri, le circostanze di lavorazione e l'uso previsto influenzano la scelta della tecnica di miscelazione.

In generale, il SEBS-g-MAH è uno strumento utile per migliorare e modificare le caratteristiche delle poliolefine, consentendo un maggiore utilizzo di questi materiali in una più ampia varietà di applicazioni. La tecnologia SEBS-g-MA continuerà a progredire, consentendo nuovi sviluppi nella compatibilizzazione e nella modifica delle materie plastiche.