Desarrollo de copolímeros de propileno-etileno con resistencia a la decoloración y capacidad de espumado mediante la generación de nanocompuestos

El polipropileno (PP) y sus copolímeros resultan de marcado interés comercial debido a su bajo costo y buenas propiedades físicas, mecánicas y térmicas. Aun así, las limitaciones que poseen para algunas aplicaciones hacen que resulte atractivo intentar generales nuevas y mejores propiedades para extender su rango de uso. Son varias las estrategias que se usan para ello. Por un lado, se realiza el mezclado con pequeñas cantidades de otros polímeros (como polietileno, poliamidas, etc.) para mejorar propiedades de uso final. Por otro, se mezclan con diversos sistemas inorgánicos (como arcillas, talco, etc.) que permita generar compuestos y nanocompuestos. Otra estrategia es la síntesis en presencia de comonómeros, generando copolímeros como el copolímero propileno-etileno (CPE), con mejoras significativas de flexibilidad, resistencia al impacto y transparencia respecto del PP. Los CPE tienen una amplia gama de aplicaciones, principalmente en las industrias de envasado, textil y automotriz. Otros métodos de transformación que también se usan involucran la modificación química, ya sea para producir PP funcionalizados que poseen mayor afinidad con sistemas polares y/o para modificar la estructura molecular para, por ejemplo, introducir ramificaciones largas. Cambiar la estructura lineal a una con ramas largas mejora la resistencia en fundido del PP, propiedad que resulta importante, por ejemplo, en procesos de espumado e hilado. Una falencia del PP, y también de los CPE, es que son materiales difíciles de colorear. La coloración de estas poliolefinas se hace por diversos métodos que básicamente implican la adición de pigmentos o colorantes. Los colorantes serían mejores que los pigmentos por poder disolverse o dispersarse en medios líquidos, ser menos dañinos para el medioambiente, y tener coloración que permite incorporar colores brillantes en un amplio espectro. Por otro lado, la mayoría de los colorantes no se disuelven en las POs, tienden a migrar fuera de las piezas finales, y muestran estabilidad térmica y a la luz más pobre que la mayoría de los pigmentos. En tal sentido, el objetivo global del presente proyecto de tesis es “obtener CPE con buena resistencia a la decoloración mediante la preparación de nanocompuestos (NC) con alto grado de desagregación de montmorillonita organofílica (oMt) usando Rodamina 6G (RA) como colorante, sin afectar significativamente las características del polímero”. Este objetivo se plantea ante las hipótesis: que la montmorillonita tiene alta capacidad de absorción de sustancias como los colorantes catiónicos, que se conoce el mecanismo para lograr su desagregación/exfoliación en POs, y que, por lo tanto, bajas concentraciones de oMt daría lugar a alta concentración de láminas y tactoides de arcilla que protegerían el colorante y mejorarían la solidez del color del CPE. Además, es de interés analizar el uso de CPE con estructura molecular de ramas largas ya que la introducción de estas ramificaciones otorga resistencia en fundido e introduce puntos de polaridad que mejorarían la interacción del polímero con el colorante y la arcilla. Durante el desarrollo del trabajo de tesis se obtuvieron: a) CPE lineales coloreados con RA a partir de la incorporación de hasta 3 %p/p de oMt usando un CPE funcionalizado con AM como compatibilizante; b) CPE ramificados (Cr) coloreados a partir de la incorporación de hasta 3 %p/p de oMt; y c) CPE coloreados por mezclado de un masterbatch (MB) preparado por mezclado de Cr y 20 %p/p de oMt/RA con CPE lineal. En particular, se ha analizado el efecto de la incorporación del colorante y de bajas concentraciones de arcilla en la estructura química y de fases y en las propiedades de flujo de los polímeros, al igual que la resistencia a la decoloración de polímeros y NCs por exposición a radiación UV y a solventes. Globalmente, los resultados muestran que es posible colorear CPE usando un colorante orgánico con poca afinidad al polímero mediante la formación de NCs basados en pequeñas cantidades de oMt. La incorporación de tan sólo 1 %p/p de arcilla otorga una mejora notable en la solidez del color del polímero que pasa de perder casi toda su coloración en 24 horas de exposición a radiación UV a experimentar cambios mínimos en al menos 96 horas. Por otro lado, se demuestra que la tecnología de mezclado de MB y polímero lineal da lugar a materiales con mejor desagregación/exfoliación de la arcilla sin presencia de aglomerados macroscópicos, en relación a aquellos NCs basados en el copolímero ramificado. Este método, que a su vez no afecta la excelente mejora en la solidez del color de los compuestos, resulta promisorio desde el punto de vista de su aplicabilidad industrial.

Author dc:creator

• Haure, Dahiana Ximena

Advisors dc:contributor.advisor

• Quinzani, Lidia María
• Failla, Marcelo Daniel

• Ingeniería

Statement dc:rights

• Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 (CC BY-NC-ND 4.0)

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

spa

Dc Identifier Other

2025-1957

OAI identifier oai:identifier

oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/7283