Una lega polimerica viene creata mescolando diverse resine e spesso possiede qualità che una singola resina non può eguagliare o addirittura non possiede, ampliando notevolmente la gamma di usi dei materiali.

Tuttavia, poiché le varie resine hanno proprietà polari molto diverse, potrebbe essere difficile combinarle in una soluzione omogenea. Come si può quindi aumentare la compatibilità delle leghe polimeriche per ottenere prodotti utili?

Una breve descrizione del compatibilizzatore

1.Come funzionano i compatibilizzanti?

La compatibilità delle leghe polimeriche può essere aumentata in vari modi. Il metodo più semplice consiste nel combinare i due polimeri con un terzo elemento, noto come compatibilizzante, per rafforzare la loro coesione interfacciale e creare una struttura di miscela stabile che aumenti la compatibilità e migliori le caratteristiche meccaniche della lega polimerica.

un progetto schematico di compatibilizzatore'per la miscelazione di una sostanza incompatibile

2. Classificazione dei compatibilizzanti

3. La modalit&agrave di funzionamento del compatibilizzatore

1. Durante il processo di miscelazione dei polimeri, il solvente si arricchisce come tensioattivo all'interfaccia bifasica del polimero, creando un "ponte" tra le due fasi del polimero in modo simile a un emulsionante o aumentando l'area superficiale del polimero. La tensione interfacciale diminuisce quando il solvente emulsiona o interagisce con il polimero bifasico, facendoli aggrovigliare tra loro.

2. Migliorare la disperdibilità della fase dispersa nella matrice, affinare e disperdere più uniformemente le particelle della fase dispersa all'interno della matrice e aumentare la stabilità delle strutture della fase dispersa e della matrice per migliorare le caratteristiche meccaniche della miscela polimerica.

3. Rendere più forte il legame tra la fase dispersa e la fase continua, aumentare la capacità di adesione delle due fasi della miscela e aumentare lo spessore dello strato di interfaccia polimerico bifasico, in modo che due fasi inizialmente incompatibili diventino miscele in grado di resistere alla lavorazione.

L'aggiunta di diversi compatibilizzanti

In primo luogo, un compatibilizzante reattivo

Per creare legami covalenti durante la miscelazione e una forte adesione tra i componenti polimerici, il compatibilizzante reattivo comprende gruppi che possono reagire chimicamente con i costituenti della miscela'per fornire l'effetto di una maggiore capacità. Esistono quattro categorie:

(1) Tipo di anidride maleica

Il compatibilizzante di tipo anidride maleica, che spesso deriva dalla polimerizzazione di innesto dell'anidride maleica e di un determinato polimero, è un compatibilizzante contenente carbossile.

(2) Tipo acrilico

Anche il compatibilizzante del tipo anidride maleica, che spesso deriva dalla polimerizzazione d'innesto dell'acido acrilico e di un determinato polimero, è un compatibilizzante contenente carbossile.

(3) Tipo epossidico

I compatibilizzanti epossidici sono compatibili con i gruppi terminali dei composti epossidici.

(4) Polimero reattivo compatibile

Alcuni polimeri hanno gruppi chimicamente reattivi che, se combinati con un'altra sostanza, possono reagire e mostrare autocompatibilità.

 2.Un compatibilizzante non reattivo

I compatibilizzanti non reattivi sono quelli che non interagiscono chimicamente con i componenti della miscela e si basano invece sulla loro affinit&agrave con ciascun componente per rafforzare il legame tra i componenti del sistema di miscela. Esistono tre categorie:

(1) Un compatibilizzante di tipo AB

La copolimerizzazione a blocchi o ad innesto viene utilizzata per creare polimeri bicomponenti con A e B.

(2) Un tipo di CA compatibile (ABC)

Viene creato dalla copolimerizzazione a blocchi o a innesto di due (o tre) monomeri o polimeri di AC (ABC), con C parzialmente o miscibilmente compatibile con B.

(3) Un compatibilizzante per CD

 Un compatibilizzante per piccole molecole

Quasi tutti i compatibilizzanti reattivi a piccole molecole, come quelli della famiglia del silicio comune, possono reagire chimicamente con entrambi i componenti o avere una forte compatibilità con uno solo di essi.

3. Il ruolo e l'uso del compatibilizzante

(1).Evidenziare la lega'forte prestazione

In condizioni normali di lavorazione, la maggior parte dei sistemi incompatibili presenta una struttura "mare-isola", in cui il polimero in fase dispersa è disseminato nella matrice polimerica in fase continua sotto forma di particelle (o bastoncini o ellissoidi).

Tuttavia, il compatibilizzante favorisce una dispersione pi&ugrave fine e uniforme delle due fasi, abbassandone la tensione interfacciale e mantenendo una forma submicronica stabile. Le prestazioni del sistema, che non aveva un valore applicativo precedente, possono essere migliorate scegliendo il tipo, la dose e le condizioni di lavorazione appropriate del compatibilizzante e controllando la dimensione delle particelle e la distribuzione della fase dispersa per ottenere lo stato ottimale.

(2) Incoraggiare la funzionalizzazione delle leghe

Una lega polimerica con caratteristiche uniche, tra cui biodegradabilità, qualità di barriera ai gas e proprietà antistatiche persistenti, viene definita lega polimerica funzionale. Utilizzando un compatibilizzante, è possibile creare leghe polimeriche di alta qualità con stratificazione di fasi disperse, fibrosi di fasi disperse e strutture a rete compenetrate, oltre alla tipica struttura a "isola" di alta qualità. Ciò consente di realizzare numerose funzioni eccezionali che non sono possibili con la struttura a "isola marina", nonché di creare leghe polimeriche altamente funzionali con varie funzioni.

(3) Riciclare le vecchie bottiglie di plastica

La gestione dei rifiuti plastici misti è la sfida più grande nel riciclaggio dei rifiuti plastici. I vantaggi sociali ed economici saranno sostanziali se si riuscirà a rigenerare questi materiali in nuove leghe polimeriche ad alte prestazioni utilizzando una tecnologia compatibile e una tecnologia di fusione senza trattamenti specifici.