Polimerización en estado sólido de una mezcla extruida de PET/PC: Efecto de la temperatura de reacción en las propiedades térmicas, morfológicas y de viscosidad

Solid State Polymerization of PET/PC Extruded Blend: Effect of Reaction Temperature on Thermal, Morphological and Viscosity Properties

Se presenta un estudio sistemático de la polimerización en estado sólido (PES), relativo a la mezcla extruida en fusión de poli(tereftalato de etileno)/policarbonato (PET/PC catalizado, 80/20 % en peso), en función del intervalo de temperaturas (180-190°C) durante un tiempo fijo (6 h). Los materiales obtenidos se evaluaron mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría/termogravimetría derivativa (TG/DTG), microscopía óptica (OM) y análisis de viscosidad intrínseca (IV). Tras la SSP, a todas las temperaturas de reacción, las temperaturas de transición vítrea y de cristalización por calentamiento del PET disminuyeron ligeramente, la temperatura de fusión aumentó ligeramente, mientras que el grado de cristalinidad se mantuvo prácticamente invariable. 

Las curvas DTG indicaban que, como mínimo, permanecían tres fases. Las imágenes de OM revelaron que la morfología está constituida por una matriz de PET y una fase dispersa de PC. En la región interfacial se observó la aparición de estructuras a modo de puentes que unían la matriz y los dominios dispersos. Estos puentes se correlacionaron con el copolímero en bloque PET/PC obtenido durante la mezcla en estado fundido. El IV aumentó para todas las temperaturas de polimerización, debido a la aparición de reacciones de extensión de la cadena de PET: esterificación y transesterificación. Se alcanzó el intervalo de IV para el PET de grado botella.

INTRODUCCIÓN

La polimerización en estado sólido (SSP, por sus siglas en inglés) es tradicionalmente una técnica de post-condensación en la que el polímero o su prepolímero aumenta en masa molar a través de reacciones entre grupos reactivos terminales. Puede considerarse una técnica ecológica en comparación con la polimerización interfacial, por ejemplo, porque es un proceso libre de disolventes y no genera residuos tóxicos. También es un proceso relativamente simple ya que se lleva a cabo calentando los reactivos entre las temperaturas de transición vítrea y de fusión del polímero, bajo vacío o en presencia de un gas portador. Como consecuencia, los segmentos de cadena del polímero en fase amorfa se vuelven lo suficientemente móviles como para permitir la reacción entre los grupos terminales del polímero, mientras que los segmentos en fase cristalina tienen una movilidad restringida. El éxito de la SSP depende de la temperatura, el tiempo de reacción, el tamaño de partícula del polímero y el grado de cristalinidad, además del gas portador (o el vacío). Los polímeros de condensación, principalmente poliamidas y poliésteres, son candidatos para la SSP. El polietilentereftalato (PET) y el policarbonato (PC) son poliésteres comerciales con amplias aplicaciones como productos básicos y polímeros de ingeniería.