Películas a base de mezclas de un copolímero tribloque estireno-butadieno-estireno (Sbs) y poli(estireno)

Abstract

Los copolímeros bloque son materiales con propiedades muy importantes debido a su capacidad de autoensamblarse en una variedad de nanoestructuras tales como esferas centradas en el cuerpo o centradas en las caras, cilindros empaquetados hexagonalmente, giroides, lamelas perforadas moduladas hexagonalmente o lamelas, dependiendo del tamaño relativo y del parámetro de interacción de Flory-Huggins de los bloques que constituyen el copolímero (Daneshfar & Goharpey, 2016). Dentro de los copolímeros en bloque los elastómeros termoplásticos (TPE) han sido ampliamente estudiados por sus propiedades mecánicas (rigidez, resistencia, dureza, etc.) y táctiles, además de las buenas características de procesamiento que poseen. Los copolímeros tribloque poli(estireno-b-butadieno-b-estireno) (SBS) con 60 a 80 % de fase amorfa, se encuentran entre los principales TPE comerciales debido a sus excelentes propiedades mecánicas como alta resistencia a la tracción y elongación a la rotura (Huy et al., 2003). Mezclando copolímeros bloque con homopolímeros, es posible lograr cambios significativos sobre la morfología a escala nanométrica debido a la selectividad del homopolímero hacia uno de los bloques del copolímero. Este enfoque permite ampliar el rango de propiedades físicas solamente variando la relación entre los componentes en la mezcla, lo cual es más simple que la polimerización de un nuevo material para cada requerimiento específico (Jouenne, González-Léon, Ruzette, Lodéfier, & Leibler, 2008). En mezclas de SBS con poliestireno (PS) la compatibilidad entre el PS y los dominios de estireno del SBS está influenciada por la relación de pesos moleculares promedios Mn[h]/ Mn[c], donde Mn[h] es el peso molecular promedio en número del PS homopolímero agregado a la mezcla y Mn[c] es el peso molecular promedio en número del bloque de PS en el copolímero. Para valores de Mn[h]/ Mn[c] menores que 1, el PS agregado es soluble en los dominios de estireno del SBS (Picchioni, Passaglia, Ruggeri, Piccini, & Aglietto, 2002). Por otra parte, el tipo de procesamiento de una mezcla cumple un rol muy importante. La técnica de simple cast por mezclado en solución es la tecnología más antigua en la producción de películas poliméricas y fue desarrollada hace más de 100 años (Siemann, 2005). En la década del ?50 se desarrollaron las primeras técnicas de extrusión de películas de polímeros termoplásticos convirtiéndose en el método de producción dominante dejando de lado la técnica de simple cast (Siemann, 2005). Actualmente, esta técnica es cada vez más atractiva para la producción de películas para diferentes aplicaciones. Las ventajas de esta tecnología incluyen una distribución uniforme del espesor, máxima pureza óptica y turbidez extremadamente baja (Siemann, 2005).En este trabajo se obtuvieron películas por mezclado en solución y la técnica de simple cast a base de mezclas de SBS y PS la cuales fueron caracterizadas por SAXS. Los datos experimentales de SAXS 1D obtenidos fueron ajustados adecuadamente con un modelo teórico de cilindros empaquetados hexagonalmente hasta un 8 %p/p de agregado de PS, observándose la mayor diferencia entre la curva experimental y la teórica en la muestra con un agregado del 10 %p/p PS. Estos resultados coinciden con el quiebre en el aumento de la distancia entre dominios y en el radio de los cilindros. A pesar del cambio de estos dos parámetros en el mismo punto, se observó una tendencia lineal de aumento de dichos parámetros con el agregado de PS lo que indicaría que el PS es incluido en los cilindros incrementando de esta forma su tamaño.