Influence of Experimental Conditions on the Incorporation of Water Droplets in Polystyrene

Influencia de las condiciones experimentales en la incorporación de gotas de agua en poliestireno

En las últimas décadas se ha estudiado la sustitución de hidrocarburos volátiles por el uso de agua como agente expansor en la síntesis de partículas de poliestireno expandible. En este trabajo se investigó la influencia de los parámetros experimentales en la incorporación de agua en la síntesis de poliestireno expandible con agua. El procedimiento de síntesis se basó en una polimerización en dos etapas, a saber, una etapa de dispersión en agua y una etapa de polimerización en suspensión. 

El uso de un tensioactivo con un valor HLB bajo dio como resultado un sistema de agua en aceite más estable y gotas de agua más pequeñas. El tipo de impulsor utilizado durante la dispersión del agua en la fase de monómero también influyó en la formación de gotas de agua. Además, el diámetro de las gotitas estaba muy influido por la duración de la fase de dispersión del agua. Los resultados sugieren que estos parámetros pueden utilizarse para controlar las características de las gotitas de agua formadas en el interior de las partículas de poliestireno.

INTRODUCCIÓN

En las últimas décadas, se ha trabajado para producir poliestireno expandible utilizando agentes espumantes renovables y no tóxicos, con el objetivo de reducir el uso de agentes basados en hidrocarburos volátiles. El poliestireno expandido es ampliamente utilizado para envasar alimentos, pero uno de sus mayores problemas es la presencia de hidrocarburos volátiles residuales que pueden migrar a los alimentos, comprometiendo su calidad. Aunque el uso de agua como agente espumante podría requerir más energía, podría resolver problemas de seguridad en los envases alimentarios.

El uso de agua como agente espumante parece una alternativa prometedora a los agentes convencionales. Sin embargo, la incorporación de agua en el poliestireno es complicada debido a su alta polaridad, lo que dificulta su difusión en la matriz de poliestireno. Wittenberg (1992) describió una metodología para incorporar agua en partículas de poliestireno en forma de pequeñas gotas, utilizando polímeros polares como el poli(ácido acrílico) en concentraciones de 0,05% a 0,20% en peso. A pesar de esto, los hidrocarburos volátiles aún estaban presentes. De manera similar, Berghmans (2000) utilizó polímeros polares para incorporar agua, pero con una concentración de hidrocarburos volátiles del 0,5% en peso. En ambos casos, la concentración de agua era alta cerca de la superficie de las partículas y disminuía hacia el centro, lo que resultaba en una estructura expandida no uniforme.