Compatibilización de mezclas de polímeros Morfologías de fase a micro y nano escala
Este libro ofrece una visión profunda de las características de la degradación térmica de los polímeros y hace especial hincapié en las mezclas, los compuestos y los nanocompuestos. Examina la estabilidad térmica y el mecanismo de degradación para cada clase de sustancias poliméricas y estudia el efecto sobre el refuerzo a todas las clases. El libro explora además la estabilidad térmica cuando se añaden nanopartículas y resume los últimos estudios y resultados relevantes para la aplicación. Este libro ofrece una valiosa fuente de referencia para estudiantes de grado y postgrado, estudiantes de ingeniería, investigadores e ingenieros de polímeros de la industria.
Este capítulo aborda una breve descripción de la degradación térmica de las mezclas, los compuestos y los nanocompuestos a base de polímeros. Se discuten diferentes métodos de síntesis, preparación y caracterización de la degradación térmica de mezclas, composites y nanocomposites de base polimérica. Por último, se analizan las aplicaciones, los nuevos retos y las oportunidades de esta degradación térmica de las mezclas, los compuestos y los nanocompuestos de base polimérica.
Temperatura de descomposición de los polímeros
Las poliacrilamidas que se utilizan en las aplicaciones petrolíferas, es decir, en las inundaciones de polímeros y en los lodos a base de agua, se hidrolizan en función del tiempo y la temperatura. Esto conduce a una falta de tolerancia a la contaminación electrolítica y a una rápida degradación que induce una pérdida de sus propiedades. Se han propuesto modificaciones de la estructura de la poliacrilamida para posponer su estabilidad térmica a temperaturas más altas. Para evitar la hidrólisis del comonómero de acrilamida se pueden utilizar monómeros como el acrilamido metilpropano sulfonado (AMPS) o el estireno sulfonado/anhídrido maleico. El objetivo de este trabajo es estudiar en condiciones controladas, es decir, atmósfera anaeróbica y pH neutro, la estabilidad de los polímeros sulfonados para distinguir entre las reacciones de hidrólisis y de degradación radical.
Se ha observado que hasta 100°C, el grupo AMPS es estable y protege la función acrilamida de la hidrólisis hasta un 80%. A mayor temperatura, incluso se produce la hidrólisis del grupo AMPS, dando acrilato y ß, ß dimetil taurina, con una cinética que depende de la temperatura y el tiempo. A continuación, se produce la degradación en términos de peso molecular, lo que indica que sigue una reacción de descarboxilación de radicales. Puede limitarse mediante el uso de un eliminador de radicales libres o cuando el polímero está en presencia de una fase mineral como la bentonita.
Definición de la temperatura de inicio de Tga
En los polímeros, como los plásticos, la degradación térmica se refiere a un tipo de degradación de los polímeros en el que se producen cambios químicos perjudiciales a temperaturas elevadas, sin la participación simultánea de otros compuestos como el oxígeno[1][2] En pocas palabras, incluso en ausencia de aire, los polímeros comenzarán a degradarse si se calientan lo suficiente. Es distinto de la oxidación térmica, que suele tener lugar a temperaturas menos elevadas[3].
El inicio de la degradación térmica dicta la temperatura máxima a la que puede utilizarse un polímero. Es una limitación importante en la forma de fabricar y procesar el polímero, ya que la etapa de desvolatilización en la fabricación y la conformación de los polímeros en sus formas finales, por ejemplo mediante el moldeo por inyección, implican altas temperaturas.
A altas temperaturas, los componentes de la columna vertebral de la cadena larga del polímero pueden romperse (escisión de la cadena) y reaccionar entre sí (enlace cruzado) para cambiar las propiedades del polímero. Estas reacciones dan lugar a cambios en el peso molecular (y en la distribución del peso molecular) del polímero y pueden afectar a sus propiedades provocando una reducción de la ductilidad y un aumento de la fragilidad, el caleo, el agrietamiento, los cambios de color, el agrietamiento y la reducción general de la mayoría de las demás propiedades físicas deseables[4].
Oxidación de polímeros
materiales en atmósferas controladas a diversas temperaturas. La degradación térmica suele producir compuestos volátiles. Así, la medición de la pérdida de peso a diferentes temperaturas proporciona información sobre la estabilidad térmica de los polímeros
En muchos casos, la degradación ya ha tenido lugar sin una pérdida de peso detectable, por ejemplo, por escisión de la cadena o por reacciones de reticulación. Así, en algunos casos la temperatura de servicio superior es notablemente inferior al inicio de la pérdida de peso. No obstante, los métodos termogravimétricos suelen ser una excelente opción para estudiar los procesos de degradación térmica de los polímeros.