Evaluación de un polipropileno funcionalizado con un poliéster poliol altamente ramificado maleinizado como agente compatibilizante de mezclas de polipropileno reciclado/etileno alcohol vinílico

Abstract

La adición de etileno alcohol vinílico (EVOH) en una matriz de polipropileno reciclado (PPr) posiblemente permita un mejoramiento en las propiedades de barrera del PPr, pero el gran inconveniente de estas mezclas es que ellas son inmiscibles e incompatibles en cualquier rango de composición, lo cual es debido al carácter no polar del PPr y al polar del EVOH, y a sus morfologías cristalinas. Las propiedades de las mezclas de EVOH/PP no han sido satisfactorias, ya que no se obtiene una buena complementariedad de las propiedades individuales (sinergia) del EVOH y el PP. Además, para lograr una buena sinergia se requiere del uso de compatibilizantes para obtener una buena adhesión interfacial, asegurar una efectiva transferencia de esfuerzos entre las dos fases y mejorar así, las propiedades mecánicas, térmicas y de permeabilidad de estas mezclas. Los materiales empleados como agentes compatibilizantes de las mezclas de PP/EVOH reportados en la literatura presentan bajos grados de funcionalización (menor al 3 %). Además, algunos de estos (los copolímeros de estireno y los ionómeros) pueden ser tóxicos, ya que pueden contener trazas de monómeros sin reaccionar. El PP funcionalizado con anhídrido maleico (PP-g-AM) es el compatibilizante más empleado en la compatibilización de mezclas de PP con polímeros hidrofílicos. Sin embargo, el PP funcionalizado con un poliéster poliol altamente ramificado maleinizado (PP-g-MHBP), puede ser una mejor alternativa de compatibilización de las mezclas PP/EVOH, ya que este material tiene un alto grado de funcionalización (9.10 %). Además, el MHBP contiene 4 grupos de ácido maleico en la periferia y varios grupos OH. Por lo tanto, probablemente esta funcionalidad y el alto grado de funcionalización, permitirá una buena interacción entre el PPr y el EVOH, con respecto a la que se ha obtenido para estas mezclas con el PP-g-AM y otros agentes compatibilizantes. Es importante explorar nuevas alternativas de compatibilización de mezclas de PP/EVOH, principalmente, si estos compatibilizantes presentan propiedades atractivas (altos grados de funcionalización y número de grupos funcionales), como es el caso del PP-g-MHBP, lo cual contribuirá a nuevas opciones de compatibilización para este tipo de mezclas. Además, los estudios han sido principalmente enfocados al PP, pero no al PPr. Por lo tanto en este proyecto se plantea la obtención de mezclas de PPr/EVOH empleando como agente compatibilizante un PP-g-MHBP. La proporción de PPr será del 80 % y la del EVOH del 20 %. Las cantidades de PP-g-MHBP serán del 2.5, 5.0, 7.5 y 10 % con respecto a las proporciones de PPr y EVOH. Además, se preparará una muestra control de PPr/EVOH 80/20. En este estudio se evaluarán las propiedades estructurales, térmicas, reológicas, morfológicas, mecánicas y de permeabilidad al oxigeno de los materiales obtenidos. Así mismo, se compararán las propiedades de las mezclas obtenidas con y sin PP-g-MHBP. Además, se determinará el efecto de la cantidad de PP-g-MHBP en las propiedades de las mezclas de PPr/EVOH, y se determinará entre las proporciones empleadas de éste cuál es la más efectiva para la compatibilización de las mezclas de PPr/EVOH.