Effect of the modification of the polymer-rich phase composition on the formation of structural defects in radical suspension PVC

Efecto de la modificación de la composición de la fase rica en polímero sobre la formación de defectos estructurales en suspensión de radicales de PVC

El PVC es uno de los materiales sintéticos modernos más exitosos; sin embargo, una de sus desventajas más serias es su baja estabilidad térmica. Este obstáculo ha sido superado por largo tiempo mediante la adición de agentes estabilizantes que contienen en su mayoría metales pesados. Actualmente, el uso de estos materiales está sujeto a regulaciones. Para algunas aplicaciones, aun no se encuentran alternativas adecuadas libres de metales pesados. Varios estudios sobre degradación y estabilidad de PVC han mostrado que la razón para esas propiedades térmicas tan pobres se origina en el proceso de polimerización.

Los átomos de cloro contenidos en algunos defectos estructurales son propensos a la eliminación, convirtiéndose por ello en sitios de iniciación del proceso de degradación. Una mejora de este aspecto, tal como suprimir las reacciones paralelas, podría llevar al PVC a una estabilidad térmica inherente mayor, y estos complementaría y aumentaría cualquier resultado positivo logrado en la investigación sobre estabilizantes libres de metales pesados.

El estudio de la distribución de los defectos estructurales en fracciones de PVC de distinto peso molecular mostró que, en el proceso de polimerización por suspensión, las cadenas cortas de PVC con alto contenido de defectos estructurales se forman sobre la superficie de las partículas. El número de tales cadenas se incrementa con la conversión de monómero. Asimismo, la adición de un compuesto que contiene grupos funcionales capaces de interactuar con las cadenas de PVC lleva a una disminución en el número de defectos.

Puede concluirse que la mejora de la calidad de PVC por la modificación de los procesos en la interfase polímero tiene potencial para obtener un PVC más estable. Una vía complementaria de este objetivo es la protección de las cadenas de PVC de la liberación de hidrógeno por medio de la formación de complejos con diferentes compuestos. Los compuestos de la familia de aditivos usados en la composición de PVC son especialmente alternativas interesantes desde un punto de vista científico y económico.

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New aspects of the suspension polymerization of vinyl chloride in relation to the low thermal stability of poly(vinyl chloride)

Efecto de la modificación de la (nuevos aspectos de la polimerización por suspensión de Cloruro de Vinilo en relación con la baja estabilidad térmica del Poli cloruro de Vinilo

El PVC es uno de los mayores polímeros en masa de uso comercial, gracias a los costos de producción relativamente bajos y a su larga versatilidad. Esta versatilidad procede de su intervalo diverso de propiedades que se obtienen por la adición de distintos agentes modificantes, los cuales lo hacen adecuado para un gran número de aplicaciones. Sin embargo, el PVC adolece de una pobre estabilidad térmica.

Por ello, el PVC debe estabilizarse antes de convertirse en cualquier producto final, ya que el procesamiento ocurre a altas temperaturas (150ºC-200ºC). Los agentes estabilizantes más adecuados son aquellos que contienen metales pesados, especialmente plomo. Sin embargo, debido al endurecimiento de la legislación ambiental en la mayoría de los países de Europa, el uso de tales estabilizantes se ha vuelto cada vez más restringido. Para ciertas aplicaciones aun no se encuentran alternativas adecuadas libres de metales pesados. Por esta razón, es aconsejable trabajar tanto en el desarrollo de estabilizantes alternos como en la mejora del proceso de polimerización para obtener un PVC más estable naturalmente. Esta tesis doctoral se enfoca de lleno en esta última opción, y su objetivo es examinar en profundidad el proceso de polimerización por radicales libres del cloruro de vinilo monómero (VCM) para comprender más profundamente las razones de la baja estabilidad térmica del PVC.

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