Interactions of PP-PET blends modified by montmorillonite with different polarities

Interacciones de mezclas PP-PET modificadas por montmorillonita con diferentes polaridades

Este trabajo describe los efectos de la adición de arcillas orgánicas de montmorillonita (MMT) con diferentes polaridades (una polar y otra no polar) en mezclas de poli (tereftalato de etileno) (PET) y polipropileno (PP) reciclados. Como compatibilizante se utilizó estireno-etileno-butileno-estireno-anhídrido maleico-injerto (SEBS-g-MA). La polaridad del MMT se eligió en función de la interacción específica esperada de cada arcilla con el PET y el PP. Las muestras se evaluaron mediante difracción de rayos X de ángulo ancho, microscopía electrónica de barrido, calorimetría diferencial de barrido, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, análisis mecánico dinámico y ensayos mecánicos. Las arcillas no causaron ningún cambio estadístico en las propiedades mecánicas de las mezclas de PET de alta concentración, pero aumentaron el módulo de Young y disminuyeron el alargamiento a la rotura, la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto de las mezclas de PP de alta concentración. Las diferentes interacciones entre PET y SEBS-g-MA y el nivel de exfoliación de MMT en cada fase rica en polímeros explicaron los resultados.

INTRODUCCIÓN

El reciclado de residuos de diversos polímeros termoplásticos presenta un reto importante debido a la incompatibilidad inherente entre materiales con características polares diferentes, lo que provoca una pérdida parcial de las propiedades mecánicas durante el proceso de reciclado. Un enfoque eficaz para abordar este reto es la mezcla de polímeros, un proceso que combina las propiedades de cada componente polimérico de la mezcla.

Los nanocompuestos, desarrollados mediante la incorporación de arcillas modificadas orgánicamente, en particular montmorillonita, como relleno de refuerzo, presentan a menudo notables mejoras en sus propiedades en comparación con los polímeros puros, los compuestos convencionales, las mezclas o incluso los biopolímeros. El polipropileno (PP), un termoplástico rentable, presenta propiedades como una elevada resistencia química y a los disolventes, facilidad de moldeo, excelente resistencia a la fatiga y a la fractura por flexión, y buena resistencia al impacto por encima de los 15°C. Por otro lado, el tereftalato de polietileno (PET) ofrece un alto punto de fusión (~265°C) y un excelente equilibrio entre propiedades mecánicas y térmicas en relación con su coste de producción. El PET se utiliza en diversos sectores, como las fibras textiles, los envases moldeados por inyección, las películas y las aplicaciones de ingeniería. Debido a la preocupación por el medio ambiente, el reciclado de polímeros a partir de residuos domésticos ha cobrado gran importancia, siendo el PET uno de los plásticos más reciclados en todo el mundo.

Dado el espectacular aumento de la producción mundial de resinas y fibras, que ha pasado de 2 millones de toneladas en 1950 a 380 millones de toneladas en 2015, el reciclaje se ha vuelto cada vez más crucial. En el periodo comprendido entre 1950 y 2015, se fabricaron un total de 7.800 millones de toneladas de resinas y fibras, y la mitad de esta cantidad -3.900 millones de toneladas- se produjo en tan solo los últimos 13 años.