The Effect of Di-(-2-ethyl hexyl) phthalate (DEHP) as Plasticizer on the Thermal and Mechanical Properties of PVC/PMMA Blends

Efecto del Di-(-2-etil hexil) ftalato (DEHP) como plastificante en las propiedades térmicas y mecánicas de las mezclas de PVC/PMMA

Los plastificantes desempeñan un papel clave en la formulación de polímeros y en la determinación de sus propiedades físicas y procesabilidad. Este estudio examina el efecto del di(2-etil hexil)ftalato (DEHP) como plastificante sobre las propiedades térmicas y mecánicas de las mezclas de PVC/PMMA. Para ello, se prepararon mezclas de composición variable, de 0 a 100 % en peso, en presencia (15, 30 y 50 % en peso) y en ausencia de di(2-etil hexil)ftalato. La degradación térmica de las mezclas se investigó mediante análisis termogravimétrico (TGA) en una atmósfera de aire sintético en el intervalo de temperaturas de 50-550°C. 

Se investigó la variación de las propiedades mecánicas, como el comportamiento a la tracción, la dureza y la resistencia al impacto, de todas las composiciones de mezcla. Se consideró el efecto del plastificante sobre las mismas propiedades. Los resultados obtenidos muestran que se puede generar una gama de propiedades en función de las composiciones de mezcla. Así, la adición de PMMA a las mezclas estabilizó el PVC, para la degradación térmica inicial, y la adición del plastificante provocó una disminución de la tensión a la rotura y del módulo de Young.

INTRODUCCIÓN

El cloruro de polivinilo (PVC), uno de los polímeros más antiguos, disfruta de la mayor producción a escala comercial debido a su aplicación extremadamente variada en diferentes ramas de la industria de la construcción. Su principal inconveniente, sin embargo, es su baja estabilidad térmica a la temperatura de procesamiento. Comienza a degradarse por encima de la temperatura de transición vítrea (aproximadamente 80°C) por iniciación (aleatoria en unidades repetitivas normales y en defectos estructurales) seguida de una rápida eliminación de HCl y, al mismo tiempo, la formación de enlaces dobles conjugados (polienos) en el esqueleto del polímero. Las cadenas descloradas participan en procesos secundarios, que resultan en la formación de compuestos aromáticos y alifáticos volátiles. Las etapas iniciales de la degradación térmica del PVC consisten en la descloración (ver Esquema 1).

La degradación termooxidativa del PVC es más compleja que la pirólisis; no solo se debe considerar la degradación térmica, sino también la oxidación de polienos. Debido a las dificultades en la identificación de productos primarios de degradación, el esquema de reacción sugerido es más o menos general: el mecanismo incluye la oxidación de estructuras normales a través de radicales y la formación de radicales peroxi. Los problemas inherentes de baja resistencia al impacto y procesamiento difícil del cloruro de polivinilo rígido son bastante conocidos y generalmente se superan mediante la incorporación de plastificantes y lubricantes adecuados.