Injerto de Silano y Reticulación de Motas de LLDPE mediante un Proceso de Extrusión Reactiva: Efecto de las condiciones de procesado y del sistema de reacción

Silane Grafting and Mositure Crosslinking of LLDPE by a Reactive Extrusion Process: Effect of Processing Conditions and Reaction System

Aunque las poliolefinas modificadas con silano se han convertido en un proceso industrial, se han publicado pocos datos sobre la dependencia de las reacciones de injerto de silano y las propiedades de las poliolefinas reticuladas de los parámetros de reacción. Aquí estudiamos el injerto en fusión de vinil trimetoxi silano (VTMS) sobre polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) promovido por peróxido de dicumilo (DCP) en una extrusora de un solo tornillo seguido de una reacción de reticulación en agua caliente. Mediante un diseño estadístico se evaluó la influencia de las formulaciones de injerto y las condiciones de procesado en el índice de fluidez (IFM), el contenido de gel y las propiedades térmicas del LLDPE injertado y reticulado. 

El contenido de silano fue la variable más importante cuando la reacción se realizó con una concentración baja de DCP (0,02 wt. (%)). Sin embargo, se obtuvieron muestras con un contenido significativo de gel con 0,07 wt. (%) de DCP. Se observó una disminución de la temperatura de fusión y del grado de cristalinidad del LLDPE, determinada mediante entalpías de fusión por calorimetría diferencial de barrido (DSC), como resultado de la formación de reticulaciones. El análisis termogravimétrico (TGA) mostró una mejora de la estabilidad térmica del LLDPE debido a la introducción de reacciones de reticulación. Los resultados de la espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR) aportaron pruebas del injerto de VTMS en el LLDPE y de la posterior reacción de reticulación.

INTRODUCCIÓN

La modificación química del polietileno mediante procesos de reticulación permite utilizarlo en aplicaciones que requieren altas temperaturas, así como da lugar a un material con propiedades físicas y mecánicas superiores. En comparación con el polímero no modificado, el polietileno reticulado tiene mayor resistencia al impacto, mayor resistencia química, mejor estabilidad dimensional, buena resistencia a la abrasión, propiedades eléctricas superiores y mayor resistencia a la propagación de grietas y a la deformación[1-9]. Actualmente, los principales métodos utilizados industrialmente para la reticulación del polietileno son: el uso de peróxidos o silanos como agentes de modificación química (iniciación térmica), o el uso de radiación con o sin adición de peróxidos (iniciación radiación)[2,5]. 

La técnica de reticulación del polietileno mediante injerto con silanos vinílicos promovidos por un peróxido adecuado ha ganado relevancia en los últimos años debido a las diversas ventajas que ofrece, tales como una razonable relación coste-beneficio; la no necesidad de equipos costosos; y la posibilidad de obtener una estructura tridimensional con importantes propiedades, aunque tiene una baja densidad de enlaces cruzados.