Preparación y rendimiento de poliolefina reticulada dinámica de doble red reticulada con enlaces covalentes/iónicos de alto rendimiento y bajo costo

Shi-yu Wang ,  

Xuan-wei Zhang ,  

Xiao-pei Li ,  

Shi-ji Gao ,  

Yong-jie Zhang ,  

摘要

Las propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y de resistencia a disolventes de los poliolefinas reticuladas son excelentes, y su aplicación es amplia en el aislamiento de cables y en la contracción térmica, pero las poliolefinas reticuladas convencionales presentan una estructura de red tridimensional irreversible, lo que impide su reciclaje y conlleva a la contaminación ambiental y al desperdicio de recursos. Los polímeros de vidrima, que poseen una estructura de red reticulada dinámica reversible, son un nuevo tipo de material polimérico con propiedades excelentes de procesamiento y un rendimiento mecánico, térmico y de resistencia a disolventes similar al de los polímeros termoestables, y han recibido mucha atención tanto en el ámbito académico como en el industrial. Como próxima generación de poliolefinas reticuladas, los polímeros de vidrima de base poliolefínica han logrado avances significativos en la investigación. Sin embargo, la preparación práctica de polímeros de vidrima de base poliolefínica, con un rendimiento elevado y a bajo costo, todavía enfrenta desafíos. En comparación con una sola red reticulada, una estructura de red reticulada doble le da a los polímeros de vidrima un mayor espacio para el control general de su rendimiento. En este trabajo, se preparó un polímero de vidrima de base EAA con una estructura de red reticulada doble de beta-hidroxiéster y ácido carboxílico de zinc mediante la mezcla reactiva de un polímero comercial de EAA con un alto contenido de grupos carboxílicos, aceite de soja de base biológica y óxido de zinc. Los análisis de infrarrojo y de hinchamiento confirmaron la formación de una red reticulada mediante enlaces covalentes y enlaces iónicos. El análisis dinámico-mecánico (DMA) mostró que el EAA-ESO-ZnO tiene propiedades mecánicas dinámicas típicas de un polímero reticulado y una excelente resistencia al flujo en caliente, lo que demuestra que posee una estructura de red tridimensional. A través de experimentos de relajación de tensiones, se estimó que la energía de activación para el intercambio de enlaces es de 70.8 kJ·mol^-1, lo que es similar al valor informado en la literatura. En comparación con EAA, las propiedades de resistencia a la tracción y el módulo de elasticidad del EAA-ESO-ZnO aumentaron en un 41.8% y un 54.5%, respectivamente. Después de 3 ciclos de reprocesamiento, la resistencia a la tracción del EAA-ESO-ZnO aumentó un 13.8% y la elongación a la rotura se mantuvo en un 92.0%, lo que demuestra su excelente rendimiento de reprocesamiento. En resumen, en este trabajo se propone un método eficiente y escalable de preparación de polímeros de vidrima de base poliolefínica de bajo costo y alto rendimiento, lo que ofrece un nuevo enfoque para la preparación de poliolefinas reticuladas reciclables.

关键词

Polímero de vidrima; Doble reticulación; Copolímero de etileno y ácido acrílico; Aceite de soja epoxidado; Reprocesabilidad

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