Estudio del comportamiento de cristalización del poli(sulfuro de fenileno)

Study of Crystallization Behavior of Poly(Phenylene Sulfide)

El poli(sulfuro de fenileno) (PPS) es un polímero termoplástico de ingeniería que presenta una elevada resistencia a la temperatura (temperatura de transición vítrea en torno a 85 ºC y punto de fusión a 285 ºC). Estas propiedades combinadas con sus propiedades mecánicas y su alta resistencia química permiten su uso en aplicaciones tecnológicas como resinas de moldeo y como matriz para compuestos termoplásticos estructurales. Durante la fabricación de compuestos termoplásticos, el polímero se expone a repetidos procesos de fusión, enfriamiento y cristalización. Las propiedades de los polímeros semicristalinos, como el PPS, dependen de su comportamiento de cristalización. Este trabajo aborda la cinética de cristalización del PPS bajo diferentes ciclos térmicos. Este estudio se realizó en condiciones isotérmicas en un calorímetro diferencial de barrido (DSC), acoplado al software de cristalización de Perkin Elmer denominado Pyris Kinetics - Crystallization. Los resultados se correlacionaron con análisis microscópicos realizados en un microscopio de luz polarizada, equipado con un accesorio de calentamiento y enfriamiento controlado. En este caso, las condiciones experimentales fueron las mismas adoptadas para los análisis DSC. A partir de los resultados, se pudieron establecer los parámetros que se utilizarán en la fabricación del compuesto.

INTRODUCCIÓN

El poli(sulfuro de fenileno) (PPS) ha captado un considerable interés como polímero de ingeniería debido a su alto módulo, resistencia a la tracción y buena estabilidad dimensional. Su alta temperatura de deflexión (alrededor de 227 °C), su resistencia a la llama, y su excelente estabilidad en líquidos orgánicos son características que determinan muchas de sus aplicaciones. Estas propiedades hacen del PPS un material especialmente útil en las industrias automotriz y electrónica [1-3]. 

El PPS se utiliza ampliamente en la fabricación de válvulas de bola, enchufes eléctricos, componentes telefónicos, cables de fibra óptica, encapsulado de componentes electrónicos y como matriz termoplástica para compuestos avanzados [4]. No obstante, la resistencia a los disolventes de este polímero limita su caracterización, ya que no existe ningún disolvente efectivo para el PPS por debajo de 210 °C, a excepción del α-cloronaftaleno, que disuelve parcialmente el PPS a esta temperatura [5]. Este comportamiento complica la determinación de su peso molecular mediante métodos como la viscosidad intrínseca, la dispersión de la luz y la cromatografía de permeación en gel.

La estructura cristalina del PPS es ortorrómbica, con una unidad de repetición intramolecular que refleja una espina dorsal extendida, donde el grupo sulfuro define una conformación plana en zigzag.