polimeros

EVALUACION DE LA VISCOSIDAD A BAJAS VELOCIDADES DE DEFORMACION DE MEZCLAS DE POLIBUTADIENO/ESTIRENO
Sánchez García M.1, Díaz de León R.2

1Facultad de Ciencias Químicas U. A. de C., Saltillo Coahuila México
2Centro de investigación en Química Aplicada, Saltillo Coahuila México

RESUMEN: En el presente trabajo se llevo a cabo la evaluación de la viscosidad a bajas velocidades dedeformación diferentes mezclas de polibutadieno (PB)/estireno (St). Fueron empleados tres diferentes PB´s comerciales cuya variante principal fue el peso molecular. Se encontró que al incrementar el peso molecular de los PB´s, la viscosidad aumenta. Asimismo, al introducir una mayor cantidad de PB en las mezclas, la región viscoelástica lineal se corre hacia menores valores de velocidad de corte y laviscosidad de la mezcla se incrementa.

I. INTRODUCCION

Uno de los materiales poliméricos más ampliamente utilizado es el poliestireno de alto impacto o mejor conocido como HIPS por sus siglas en ingles “high impact polystyrene”. Este material se obtiene generalmente polimerizando una solución de polibutadieno (PB)/estireno (St) [1]. Durante la polimerización tienen lugar diferentes eventos comoi) separación de fases y ii) inversión de fases (IF). En la IF tiene lugar el desarrollo morfológico, el cual posteriormente será el responsable del desempeño mecánico [2]. Ahora bien, uno de los parámetros de síntesis que más repercusiones tiene sobre las características morfológicas y por ende con las propiedades mecánicas, es el tipo y concentración de PB [3]. En este sentido, la viscosidadinicial de la mezcla PB/St, es determinante en el inicio y transcurso de la polimerización. A pesar de la gran relevancia que representa la viscosidad inicial de la mezcla PB/St, existen pocos reportes que detallen la relación entre el peso molecular y la concentración de PB en este tipo de mezclas. En este trabajo se reporta la evaluación de la viscosidad de mezclas de tres diferentes PB´scomerciales variando la concentración de los PB´s y el peso molecular de los mismos.

II. PARTE EXPERIMENTAL

2.1. Materias Primas.

En la preparación de las mezclas se utilizó estireno industrial y tres diferentes polibutadienos comerciales proporcionados (ambos el estireno y los PB´s) por RESIRENE S.A., cuyas características principales se reportan en la Tabla 1.

Tabla 1.Características principales de los polibutadienos utilizados.
 Hule
Mw (g/mol)
cis (%)
trans (%)
vinilos (%)
UBEPOL
470922
96
4
0
DIENE-55
320000
40
50
10
DIENE-40
363000
40
50
10
Mw: peso molecular promedio en peso


2.2. Desarrollo de las mezclas.

Cada uno de los tres polibutadienos fue mezclado a diferentes concentraciones (ver Tabla 2) generando con ello tres diferentes tiposde mezclas nombradas acuerdo a la siguiente relación:

Hule Nombre de Mezcla
UBEPOL MEZCLA-A
DIENE-55 MEZCLA-B
DIENE-44 MEZCLA-C

Las mezclas se prepararon en recipientes cerrados hasta la total disolución del PB con el objeto de eliminar la evaporación de monómero de estireno.

Tabla 2. Cantidades de las mezclas de polibutadieno/estireno.


M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
PB (g)0.447
0.746
1.195
1.497
1.647
1.797
1.949
St (g)
14.580
14.300
13.878
13.596
13.455
13.314
13.172
[PB] (P/P)
0.028
0.047
0.078
0.100
0.111
0.123
0.135

3.3. Evaluación de las mezclas.

La evaluación de las mezclas se realizó a 25 °C en un Reómetro Dinámico Universal Paar modelo UDS 200. La configuración utilizada fue cilindros concéntricos, en donde se realizó en todoslos casos un barrido de velocidad de corte desde 10-1000/s.

III. RESULTADOS Y DISCUSION

En esta sección se presentan los valores de viscosidad en función de la velocidad de corte y en función de la concentración de PB. Por razones de espacio, solo se presentan algunas evaluaciones.

3.1. Evaluación de la viscosidad en función de la velocidad de corte.

En la Figura 1 se muestra el...