Le termoplastiche polietilene tereftalato (PET) e polipropilene (PP) sono spesso utilizzate e hanno qualità diverse. Il PET offre resistenza meccanica, stabilità dimensionale e qualità di barriera superiori, mentre il PP è più resistente agli agenti chimici, ha una densità inferiore ed è più facile da produrre. I vantaggi di entrambi i polimeri possono essere combinati in un materiale mediante una miscela di PP e PET. Ottimizzare le caratteristiche della miscela e raggiungere la compatibilità ottimale tra i due polimeri può però essere difficile. È stato stabilito che l'innesto di anidride maleica (MAH) sulla spina dorsale del polipropilene è un modo efficace per migliorare le caratteristiche delle miscele PP/PET.
Innesto di anidride maleica su polipropilene
1.1 Panoramica dell'innesto dell'anidride maleica
La reazione tra il monomero di anidride maleica e le catene di polipropilene avviene quando l'anidride maleica viene innestata sul polipropilene. Per realizzare questa reazione si possono usare molte tecniche, tra cui l'innesto per fusione, l'innesto in soluzione e l'estrusione reattiva. I gruppi funzionali dell'anidride maleica vengono aggiunti alle catene polimeriche come risultato dell'interazione chimica del monomero di anidride maleica con la spina dorsale del polipropilene.
1.2 L'effetto dell'innesto dell'anidride maleica sulle proprietà del PP
Le caratteristiche del polipropilene sono influenzate in vari modi quando l'anidride maleica viene innestata su di esso.
a) Migliore compatibilità: Il PP e i polimeri polari come il PET sono più compatibili quando alle catene del PP vengono aggiunti gruppi funzionali di anidride maleica. Le qualità complessive della miscela vengono migliorate e la separazione di fase diminuisce grazie a questa maggiore compatibilità.
b) Miglioramento dell'adesione: L'adesione interfacciale tra PP e PET è rafforzata e stabilizzata dalla presenza di gruppi di anidride maleica.
c) Proprietà reologiche modificate: Modificando il comportamento reologico del polipropilene (PP), l'innesto dell'anidride maleica migliora le proprietà di flusso della fusione e la lavorabilità. Questa modifica può migliorare la lavorabilità della miscela sia durante che dopo la miscelazione della massa.
Metodi per migliorare la compatibilità delle miscele PP/PET
2.1 Miscelazione della reattività
Nella miscelazione reattiva, PP, PET e PP con innesto MAH vengono fusi direttamente insieme per distribuire uniformemente l'agente di innesto nella miscela. Utilizzando questo metodo, si aumenta la compatibilità della miscela e si migliora l'adesione interfacciale tra le fasi polimeriche.
2.2 Conciliatori
Gli additivi noti come compatibilizzanti sono utilizzati per aumentare la compatibilità delle miscele di polimeri immiscibili. I compatibilizzanti a base di poliolefine innestate con anidride maleica possono essere aggiunti alle miscele PP/PET per ridurre la separazione di fase e aumentare l'adesione interfacciale. Facendo da collegamento tra le fasi PP e PET, questi compatibilizzanti migliorano l'omogeneità e le qualità meccaniche della miscela.
2.3 Estrusione che reagisce
Nell'estrusione reattiva, PP e MAH vengono fusi e innestati contemporaneamente durante il processo di estrusione. Le condizioni di reazione controllate, la lavorazione efficace e la buona dispersione dell'agente di innesto sono solo alcuni dei vantaggi di questo approccio. Le miscele di PP e PET possono avere una migliore compatibilità, caratteristiche meccaniche e comportamento del flusso di fusione come risultato dell'estrusione reattiva.
Miglioramento delle proprietà delle miscele PP/PET
3.1 Caratteristiche meccaniche
Nelle miscele PP/PET, l'innesto dell'anidride maleica sul polipropilene può determinare un notevole miglioramento delle qualità meccaniche, come la resistenza all'impatto, l'allungamento a rottura e la resistenza alla trazione. Il miglioramento delle prestazioni meccaniche della miscela può essere attribuito alla maggiore compatibilità e adesione interfacciale delle fasi polimeriche.
3.2 Proprietà del calore
L'innesto di anidride maleica sul polipropilene può potenzialmente influenzare le caratteristiche termiche delle miscele PP/PET. I gruppi funzionali derivati dall'anidride maleica sono in grado di migliorare la temperatura di transizione vetrosa (Tg), la stabilità termica e il comportamento di cristallizzazione della miscela, aprendo una più ampia gamma di temperature di lavorazione e di possibili utilizzi.
3.3 Proprietà delle barriere
Le eccellenti barriere ai gas e all'umidità sono tra le qualità più note del PET. L'anidride maleica può essere innestata sul polipropilene in miscele PP/PET per migliorare le qualità di barriera della miscela, il che la qualifica per usi quali contenitori e materiali da imballaggio in cui le prestazioni di barriera sono cruciali.
Le miscele PP/PET possono essere efficacemente migliorate innestando l'anidride maleica sul polipropilene. I gruppi funzionali dell'anidride maleica vengono aggiunti a PP e PET per migliorarne la compatibilità e l'adesione interfacciale, migliorandone le proprietà meccaniche, termiche e di barriera. Le prestazioni e la compatibilità delle miscele PP/PET possono essere ulteriormente migliorate con l'uso di compatibilizzanti, estrusione reattiva e miscelazione reattiva. L'innesto di anidride maleica migliora la lavorabilità, l'adesione e la resistenza meccanica della miscela. Inoltre, modifica la Tg, la stabilità termica e il comportamento di cristallizzazione della miscela, aumentando la gamma di utilizzi possibili. I produttori possono ottenere un materiale che combina i vantaggi di entrambi i polimeri, offrendo caratteristiche migliori e maggiori possibilità di applicazione, aggiungendo il polipropilene innestato con anidride maleica alle miscele PP/PET.
