Olefina termoplástica

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La olefina termoplástica , la poliolefina termoplástica (TPO) o los elastómeros termoplásticos olefínicos se refieren a mezclas de polímero /relleno que generalmente consisten en alguna fracción de un termoplástico , un elastómero o caucho y, generalmente, un relleno . ^[1]

Las aplicaciones exteriores, como los techos, frecuentemente contienen TPO porque no se degrada bajo la radiación UV solar, un problema común con los nailon . ^[2] El TPO se utiliza ampliamente en la industria automotriz .

Los termoplásticos pueden incluir polipropileno (PP), polietileno (PE), polipropileno copolímero en bloque (BCPP) y otros.

Los rellenos comunes incluyen, aunque no se limitan a , talco , fibra de vidrio , fibra de carbono , wollastonita y MOS (oxisulfato de metal).

Los elastómeros más comunes son el caucho de etileno propileno (EPR), el EPDM (caucho de EP-dieno), el etileno-octeno (EO), el etilbenceno (EB) y el estireno etileno-butadieno-estireno (SEBS). Actualmente, existe una gran variedad de cauchos y BCPP disponibles en el mercado. Se producen utilizando catalizadores regioselectivos y estereoselectivos conocidos como metalocenos . El catalizador de metaloceno se incrusta en el polímero y no se puede recuperar.

Los componentes para TPO se mezclan entre sí a 210-270 °C bajo alta cizalladura . Se puede utilizar una extrusora de doble tornillo o una mezcladora continua para lograr un flujo continuo, o se puede utilizar una mezcladora Banbury para la producción por lotes. Se logra un mayor grado de mezcla y dispersión en el proceso por lotes, pero el lote sobrecalentado debe procesarse inmediatamente a través de una extrusora para ser granulado en un intermedio transportable. Por lo tanto, la producción por lotes esencialmente agrega un paso de costo adicional.

La geometría del catalizador de metaloceno determinará la secuencia de quiralidad en la cadena, como atáctica , sindiotáctica e isotáctica , así como la longitud promedio del bloque, el peso molecular y la distribución. Estas características, a su vez, determinarán la microestructura de la mezcla.

Al igual que en las aleaciones metálicas, las propiedades de un producto de TPO dependen en gran medida del control del tamaño y la distribución de la microestructura . El PP y el PE forman cristales lamelares separados por regiones amorfas que pueden crecer hasta convertirse en una variedad de microestructuras que van desde cristales individuales a partir de la cristalización en solución diluida hasta cristales fibrosos y estructuras de brocheta. Las películas delgadas de fundidos inactivos pueden formar estructuras esferulíticas de impacto que muestran birrefringencia simétrica cilíndrica. Los componentes de PP y PE de una mezcla constituyen la "fase cristalina", y las cadenas de caucho y PE ramificadas y los grupos terminales PE/PP dan la "fase amorfa".

Si el PP y el PE son los componentes dominantes de una mezcla de TPO, la fracción de caucho se dispersará en una matriz continua de polipropileno "cristalino". Si la fracción de caucho es superior al 40 %, puede producirse una inversión de fase cuando la mezcla se enfría, lo que da como resultado una fase continua amorfa y una fase dispersa cristalina. Este tipo de material no es rígido y, a veces, se lo denomina TPR (caucho termoplástico).

Para aumentar la rigidez de una mezcla de TPO, los rellenos aprovechan un fenómeno de tensión superficial. Al seleccionar un relleno con una mayor área de superficie por peso, se puede lograr un módulo de flexión más alto. La densidad específica de las mezclas de TPO varía de 0,92 a 1,1.

El TPO se procesa fácilmente mediante moldeo por inyección, extrusión de perfiles y termoformado. Sin embargo, el TPO no se puede soplar ni soportar un espesor de película inferior a 1/4 de milésima de pulgada (aproximadamente 6 micrómetros).