Análisis de Mezclas Compatibilizadas Polipropileno-Polietileno con el Modelo de Palierne

Abstract

En el presente trabajo se estudia el comportamiento viscoelástico lineal en estado fundido de mezclas de polipropileno (PP) y polietileno (PE) compatibilizadas con un copolímero propilenoetileno (COP), y se analizan los resultados con ayuda del modelo de emulsiones de Palierne. El objetivo es comprender el efecto que la composición de la mezcla tiene sobre la interfase a través de las propiedades de flujo de estos materiales y su estructura de fases. Los polímeros elegidos son un PP de Petroquímica Cuyo, un PE de alta densidad de Dow-Polisur y un COP con 3% p/p de etileno de Petroquímica Cuyo. Se han preparado once mezclas con concentraciones máximas de PE y COP de 20 y 10%p/p, respectivamente. Las concentraciones fueron elegidas de manera de contar con al menos tres mezclas con igual concentración de cada componente y/o relación COP/PE. El mezclado se realizó en fundido, bajo atmósfera de nitrógeno, en una mezcladora de termoplásticos Brabender. Resultados previos de calorimetría diferencial de barrido, viscoelasticidad lineal y microscopía electrónica de barrido (SEM) indican que el PP y el COP forman mezclas miscibles. El PE, sin embargo, es un polímero inmiscible con el PP y/o el COP. Las micrografías obtenidas mediante SEM muestran que los dominios de PE aumentan su tamaño al aumentar la concentración de PE para las familias de 0 y 5%p/p de COP, pero mantienen un diámetro promedio similar cuando la concentración de PE es fija y el COP varía entre 0 y 10%p/p. El comportamiento viscoelástico lineal de los polímeros es caracterizado usando flujo oscilatorio de pequeña amplitud en una geometría de platos paralelos en atmósfera de nitrógeno. Los resultados muestran que tanto los polímeros base como las mezclas tienen comportamiento 'termo-reológicamente simple'. Los módulos dinámicos de las mezclas con PE muestran un aumento (principalmente del módulo elástico, y a bajas frecuencias) respecto de los componentes de las fases. Este aumento es típico del aporte del proceso de relajación de la interfase en mezclas inmiscibles. El comportamiento viscoelástico lineal es modelado usando el modelo de Palierne como mezclas binarias de PE disperso en una matriz de PP o PP/COP. La comparación del coeficiente de ajuste del modelo de Palierne y los radios promedio de los dominios de PE determinados a partir de las micrografías de SEM, permiten deducir que el valor de la tensión interfacial aumenta tanto al aumentar la concentración de PE como la de COP (manteniendo fijas las concentraciones de COP y PE respectivamente).