Resumen

Se estudió la degradación termomecánica del PET durante la extrusión en estado transitorio. Se añadieron al flujo de extrusión en forma de pulsos agentes activos, agua, que provoca la hidrólisis por escisión de la cadena, y dianhídrido piromelítico PMDA, que provoca la extensión de la cadena. Cambian el peso molecular del PET, lo que afecta la elasticidad del flujo de fusión, lo que fue seguido en línea por un detector reoóptico colocado en una ranura instrumentada, midiendo sincrónicamente la caída de presión y la birrefringencia del flujo (Δ n 12). También se cuantificó el efecto del nivel de corte de extrusión, fijado por bloques de amasado de 90º de diferentes longitudes. Los resultados, a partir de las curvas de distribución del tiempo de residencia, muestran el grado de degradación termomecánica como hidrólisis y extensión de cadena para cada tipo de pulso y concentración. Por lo tanto, asumiendo colinealidad y orientación de birrefringencia completa a lo largo del flujo de fusión, la primera diferencia de tensión normal N 1 se puede monitorear en línea.

1. INTRODUCCIÓN

Durante el proceso de extrusión, el PET puede sufrir una degradación termomecánica hidrolítica (TMD), lo que disminuye su peso molecular y, en consecuencia, su viscosidad de fusión y sus propiedades mecánicas. Para evitar la reacción de hidrólisis, el contenido de humedad en el PET debe ser inferior al 0,02% p/p antes de que tenga lugar el procesado[1,2]. Cuando se produce la degradación hidrolítica del PET, se inducen reacciones de escisión de la cadena en los enlaces éster. Cada molécula de agua rompe un enlace éster, creando un grupo carboxilo y un grupo hidroxilo al final de la cadena, reduciendo el peso molecular del PET[3,4]. Se han propuesto varios métodos de ensayo para cuantificar la hidrólisis del PET[5,6]. Pirzadeh et al.[5] demostraron que la hidrólisis se produce tanto por la humedad como por el calor y no por un efecto individual. La degradación a temperaturas inferiores a su Tg era menos prominente, pero aumentaba por encima de ella. El grado de cristalinidad juega un papel crucial en la prevención del grado de degradación hidrolítica. Hosseini et al.[6] expusieron virutas de fibra de PET al agua a 85°C durante diferentes periodos, durante los primeros 5 días, la degradación co-ocurrió con la penetración de moléculas de agua. Tras la saturación, la degradación continúa sostenida por las moléculas de agua aún presentes en el PET.

El uso de extensores de cadena puede compensar parcialmente la degradación hidrolítica. En este proceso, se añade un material di- o polifuncional de bajo peso molecular para que reaccione con los grupos finales de la cadena de PET, volviendo a unir las cadenas rotas resultantes de la escisión de la cadena de PET durante el proceso de fusión. El dianhídrido piromelítico PMDA se ha considerado un eficaz extensor de cadena[1,7,8]. Al ser polifuncional, puede reaccionar con hasta cuatro cadenas finales de PET, uniéndolas. Awaja et al.[7] informaron de que el PMDA era un extensor de cadena eficaz para el PET reciclado a escala industrial, dependiendo de su concentración. Incarnato et al.[8] utilizaron PMDA para aumentar el peso molecular del PET industrial.

• Materias:Termomecánica Tensión-deformación Hidrólisis
• Subjects:Thermomechanics Stress-strain Hydrolysis
• Palabras claves:Extensión de cadena; Hidrólisis; Caracterización reo-óptica en línea; Tereftalato de polietileno; Extrusor de doble tornillo
• Keywords:Chain extension; Hydrolysis; In-line rheo-optical characterization; Polyethylene terephthalate; Twin-screw extruder