Comportamiento viscoelástico lineal y morfología de mezclas de PP/HDPE

Linear Viscoelastic Behavior and Morphology of PP/HDPE Blends

En este artículo se estudió la influencia de la composición y la temperatura en el comportamiento viscoelástico lineal y la morfología de mezclas de PP/HDPE. La tensión interfacial entre PP y HDPE se evaluó utilizando los espectros de relajación de mezclas de PP/HDPE, siguiendo el análisis de Gramespacher y Meissner[1]. Los resultados parecieron indicar que existe una variedad de composiciones para las cuales es posible utilizar el análisis de Gramespacher y Meissner para calcular la tensión interfacial entre polímeros utilizando mediciones de corte oscilatorio de pequeña amplitud. También se estudió la compatibilización de la mezcla PP/HDPE mediante análisis morfológico y tensión interfacial entre sus componentes. Se probaron tres tipos de compatibilizadores: EPDM, EVA y SEBS. Se obtuvieron curvas de emulsión que relacionan el radio promedio de la fase dispersa y la tensión interfacial con la concentración de compatibilizador añadido a la mezcla. Se demostró que EPDM era más eficiente como emulsionante para mezclas PP/HDPE que EVA o SEBS.

INTRODUCCIÓN

Debido a su coste relativamente bajo y a sus propiedades versátiles, las poliolefinas son uno de los termoplásticos más utilizados[2]. En consecuencia, sus mezclas han despertado un gran interés[2-5] La procesabilidad y el aumento de las propiedades de impacto del polipropileno (PP) son razones suficientes para preparar estas mezclas. Para ello pueden utilizarse materiales dúctiles como el polietileno o los elastómeros. Sin embargo, el polipropileno (PP) y el polietileno (PE) son polímeros termodinámicamente inmiscibles, lo que da lugar a una mezcla con escasa adherencia entre las fases. Por este motivo, las mezclas de polipropileno y polietileno (PP/PE) requieren la adición de un agente compatibilizador para lograr una mejor adhesión entre los componentes[3-5]. La eficacia de la compatibilización puede evaluarse utilizando las curvas de emulsión introducidas por Favis[6]. Esta curva relaciona el tamaño de la fase dispersa (en el caso de una morfología de dispersión en gotas) con la concentración de compatibilizante añadida a la mezcla. La eficacia de la compatibilización también puede evaluarse midiendo la tensión interfacial entre los componentes de la mezcla. De los diversos métodos para medir la tensión interfacial, pocos se utilizan para los polímeros debido a su alta viscosidad. Recientemente, se han llevado a cabo varios estudios con el objetivo de relacionar las propiedades viscoelásticas y la morfología de las mezclas de polímeros[1,7].

Se han desarrollado algunos modelos teóricos para determinar el comportamiento viscoelástico lineal de las mezclas de polímeros bajo flujo. Estos modelos relacionan la respuesta dinámica de las mezclas de polímeros con su morfología, composición y la tensión interfacial entre sus componentes. Por lo tanto, es posible, utilizando estos modelos, obtener la tensión interfacial entre los componentes de una mezcla siempre que se caracterice la morfología de la mezcla[1,7].