Análisis termodinámico del comportamiento mecánico en la región elástica de mezclas de poli(tereftalato de etileno) reciclado y poliolefinas recicladas

Thermodynamic Analysis of Mechanical Behaviour in the Elastic Region of Blends of Recycled Poly(ethylene terephthalate) and Recycled Polyolefins

Este trabajo describe el estudio mediante ensayos mecánicos con la mezcla de poli(tereftalato de etileno) (PET) reciclado y poliolefina reciclada con y sin la adición de polipropileno injertado con anhídrido maleico y poli(etileno-co-octeno-1). En el análisis de los ensayos mecánicos se aplicó un enfoque termodinámico basado en la función de trabajo de Helmholtz, correlacionando los efectos del almacenamiento de energía y del compatibilizador en la región elástica de los materiales. Para el sistema estudiado, la región rica en poliolefinas muestra un mayor almacenamiento de energía elástica corroborando las imágenes morfológicas obtenidas a partir del análisis SEM. El análisis termodinámico parece una herramienta útil para evaluar el efecto compatibilizador en mezclas poliméricas inmiscibles. En este trabajo, más concretamente, se utilizó este método para analizar el comportamiento mecánico de diferentes composiciones de materiales poliméricos reciclados.

INTRODUCCIÓN

Poliolefinas, como el polietileno de alta densidad (HDPE), el polietileno de baja densidad (LDPE) y el polipropileno (PP), y los poliésteres, como el tereftalato de polietileno (PET), son las dos clases de termoplásticos que más se consumen y que están disponibles en grandes cantidades a partir de residuos domésticos[1,2]. Esto hace que el reciclado de estos materiales, desde el punto de vista tecnológico y ambientalmente correcto, y su caracterización mecánica sean desafiantes, anticipando la posibilidad de un nuevo ciclo de vida en forma de nuevos productos.

Una opción viable de reciclado consiste en mezclar poliolefinas recicladas y PET reciclado para producir mezclas. Este método es importante para obtener nuevos materiales y/o modificar las características de un polímero determinado[3,4]. Las mezclas de PET con poliolefinas pueden ofrecer un equilibrio atractivo de propiedades mecánicas, de barrera y de procesabilidad. Sin embargo, la inmiscibilidad entre estos poliésteres y las poliolefinas conduce a la formación de mezclas con escasa adherencia y alta tensión interfacial, con separación de fases gruesa, lo que da lugar a propiedades mecánicas y de barrera deficientes[1,5-7].

Para mejorar estas propiedades, es necesario limitar la formación de fases segregadas en la mezcla durante la fase de mezcla añadiendo o formando in situ un tercer componente que actúe como compatibilizador en la interfaz de los dos polímeros. De este modo, se obtienen resultados con una dispersión fina de las fases y una mejora de las propiedades de las mezclas[4,8-10].