Polipropileno/poliamida nahasteen konpatibilizazioa: azterketa morfologiko eta erreologikoa

Leire Sangroniz, Jordana K. Palacios, Mercedes Fernández, Alejandro J. Müller, Antxon Santamaria

Gaur egun material mota desberdinak erabiltzen dira hainbat produktu berri lortzeko, esaterako metalak, polimeroak edota beira. Ohiko material horiek ordezkatzeko material hobeak eta ekonomikoagoak garatu behar dira. Polimeroen kasuan hori lortzeko modu desberdinak daude, aukeretako bat polimeroen nahaste fisikoa delarik.

Irudia:

Teknika honen bitartez material berriak modu ekonomikoan eta denbora laburrean lor daitezke. Horretaz gain, nahastearen konposizioa aplikazioen beharren arabera egokitu daiteke. Polimero nahasteak garrantzi handikoak dira polimeroen merkatuan; horren adibide da 2010ean ekoiztutako polimeroen ia erdia polimero nahasteak izan zirela.

Kontuan izan behar da sarritan polimeroak ez direla nahaskorrak, gehienetan ez dagoelako afinitate kimikorik monomeroen artean. Beraz, polimero nahaste nahastezinak bi fasez osaturik daude eta fase hauen antolamenduaren arabera morfologia desberdinak azaltzen dituzte. Polimero nahasteak solidoak dira giro tenperaturan, baina prozesaketa, hots, pieza desberdinak lortzeko materialari forma emateko prozesua, egoera fundituan burutzen da. Eta hain zuzen ere, egoera fundituan ematen da morfologiaren garapena, materiala fluxu baten menpean dagoenean, alegia. Morfologia eta fluxuaren arteko erlazioa ulertuz, posible da nahastearen morfologia aplikazioen arabera egokitzea, izan ere morfologiak amaierako propietateetan eragiten baitu.

Gogoan hartu behar da polimero nahaste baten ezaugarriak nahastea osatzen duten polimeroen, hauen konposizioaren eta morfologiaren araberakoak direla. Morfologia mota desberdinak daude: tanta-matrize morfologia, ko-jarraia, zuntzak edo laminarra. Morfologiaren arabera ezaugarriak eta propietateak desberdinak izango dira; ondorioz ezinbestekoa da morfologia ondo ezaugarritzea eta morfologia hori egonkorra den edo ez aztertzea.

Morfologia egonkorra duten nahasteak lortzeko aukera desberdinak daude eta horien artean ohikoena konpatibilizazioa da. Kopolimero konpatibilizatzaileak bi faseen arteko adhesioa hobetzen du eta morfologia egonkortzen du, prozesaketan zehar tenperaturaren eta ebakiduraren ondorioz eman daitezkeen morfologia aldaketak saiheztuz.

Azken urteetan, ordea, bide berri bat ireki da kargak erabiliz morfologia egonkortzeko eta, bide batez, zenbait propietate hobetzeko, esaterako propietate mekanikoak, termikoak eta elektrikoak. Ikerketek erakutsi dutenez, kargen presentziak nahastea konpatibilizatu eta morfologia egonkortu dezakete.

Lan honetan merkatuan oso hedatuak dauden bi polimero aztertu dira, polipropilenoa eta poliamida 6. Polipropilenoak propietate mekaniko eta erresistentzia kimiko handia azaltzen du, gainera erraz prozesatu daiteke. Hala ere, beste zenbait propietate ez dira oso onak, esaterako talkarekiko erresistentzia. Poliamidak berriz, propietate mekaniko onak azaltzen ditu. Hori dela eta, polipropilenoari poliamida gehitu zaio propietate mekanikoak, gasekiko iragazkortasuna eta egonkortasun termikoa hobetzeko.

Polipropileno/poliamida nahasteari kopolimero konpatibilizatzailea zein kargak gehitzeak morfologian daukan eragina aztertu da teknika mikroskopikoak erabiliz. Azterketak erakusten duenez, bai konpatibilizatzaileak zein kargek poliamida tanten tamaina murrizten dute. Kopolimeroaren kasuan, konpatibilizazioa tentsio interfaziala murrizten delako gertatzen da. Kargen kasuan berriz, hesi fisiko bat eratzen da poliamida tanten inguruan. Fluxuak morfologian duen eragina ere aztertu da, bai kopolimeroak zein kargek morfologia egonkortzen dutela ikusiz.

Horretaz gain, teknika erreologikoen bitartez morfologian ematen diren aldaketak, adibidez poliamida tanten hazkuntza, aztertu da. Ikusi denez, oinarrizko parametro erreologikoak ez dira gai desberdintasunak antzemateko, baina parametro horietatik eratorritako erlaxazio espektro mekanikoa bai da gai morfologian gertatu diren aldaketak antzemateko.

Artikuluaren fitxa:
  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: Ekaia 33
  • Artikuluaren izena: Polipropileno/poliamida nahasteen konpatibilizazioa: azterketa morfologiko eta erreologikoa.
  • Laburpena: Polipropileno/Poliamida (PP/PA) nahasteak prestatu dira eta kopolimero- konpatibilizatzailea eta nanosilika gehitzeak nahaste horietan duen eragina aztertu da. Azterketa mikroskopikoak erakusten duenez, nahasteek emultsio antzeko morfologia dute, polipropilenoak fase jarraitua osatzen duelarik. Konpatibilizatzailea zein nanosilika gehitzeak PA tanten tamaina nabarmen murrizten duela antzematen da. Nahaste bitarrak fluxu jarraitu baten eraginpean daudenean, PA tanten koaleszentzia gerta daiteke eta, ondorioz, tanten tamaina handitu egiten da. Kopolimeroa zein nanosilika daukaten nahasteen kasuan, ordea, morfologia ez da eraldatzen fluxuaren eraginez. Fluxu oszilakorrak burutu dira nahaste desberdinen ezaugarri biskoelastikoak lortzeko. Neurketa biskoelastikoen bidez lortzen diren erlaxazio-espektroen azterketak morfologian gertatutako aldaketak detektatzeko gai direla frogatzen da.
  • Egileak: Leire Sangroniz, Jordana K. Palacios, Mercedes Fernández, Alejandro J. Müller, Antxon Santamaria
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
  • ISSN: 0214-9001
  • Orrialdeak: 115-128
  • DOI: 10.1387/ekaia.17834

————————————————–
Egileez:

Leire Sangroniz, Jordana K. Palacios, Mercedes Fernández, Alejandro J. Müller, Antxon Santamaria POLYMAT eta UPV/EHUko Kimika Fakultateko eta Polimeroen Zienzia eta Teknologia sailean ean dabiltza eta Alejandro Müller, gainera, Ikerbasque ikertzailea da.

————————————————–
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>