Estudio de diferentes sistemas de iniciación en la funcionalización de un polietileno de baja densidad (PEBD) con dietil maleato

Abstract

Las poliolefinas, como el polipropileno (PP) y el polietileno (PE), tienen una gran importancia en el mercado internacional de los polímeros gracias a su bajo costo, fácil manejo y un amplio rango de propiedades físico-químicas. Sin embargo, las poliolefinas no modificadas tienen dificultades para adherirse o formar mezclas con otros polímeros debido a la falta de polaridad en su estructura. La inserción de grupos funcionales vía radicales libres ha sido empleada para conferir cierta polaridad a la cadena principal del polímero, y se ha efectuado en fundido o en solución. La funcionalización en solución, tiene la ventaja de suministrar un medio homogéneo para facilitar la distribución uniforme de los injertos en las cadenas poliolefínicas. La funcionalización de un polietileno de baja densidad (PEBD) con dietil maleato (DEM) utilizando diferentes tipos de iniciadores (irradiación gamma, radiación ultravioleta, microondas, peróxido y ultrasonido), se llevó a cabo en una solución de decalina. La medición del grado de funcionalización se realizó utilizando espectrocopía infrarroja por transformadas de Fourier (FTIR) y empleando una curva de calibración. Se estudió el comportamiento reológico de los polietilenos funcionalizados, a través del índice de fluidez (IF) de las muestras. Además, se evaluaron las propiedades térmicas de los polietilenos funcionalizados, utilizando la calorimetría diferencial de barrido (DSC). Por último, se estudió la distribución de pesos moleculares de los polietilenos funcionalizados, por medio de la cromatografía de permeación de geles (GPC). Los grados de funcionalización obtenidos variaron entre 0,06 y 0,43% molar para todas las reacciones de funcionalización efectuadas, donde el mejor iniciador utilizado en la funcionalización de un PEBD con DEM resultó ser la técnica de ultrasonido cuando se agregó peróxido, con un grado de funcionalización (GF) de 0,43% molar para 30 minutos de reacción con una concentración del 2% de peróxido. La aplicación de radiación ultravioleta y microondas como iniciadores, no presentaron inserción alguna del DEM en la cadena polimérica para ninguna de las condiciones empleadas. Los índices de fluidez, para todas las reacciones de funcionalización efectuadas, disminuyeron con el aumento del grado de funcionalización de 3,11 ± 0,05 g/10min hasta la no fluidez de las muestras, lo cual se atribuye a la aparente formación de ramificaciones largas y/o entrecruzamientos como reacciones colaterales durante la funcionalización. Los pesos moleculares presentaron cambios cuando se utilizó la radiación gamma como iniciador, en cambio cuando se empleó ultrasonido conjuntamente con peróxido no se generaron cambios significativos en el peso molecular del polímero. Las propiedades térmicas de los polietilenos funcionalizados no presentaron cambios significativos con la inserción del DEM en la cadena polimérica, debido a los bajos grados de funcionalización obtenidos.