Aditivos Para Polimeros

LOS ADITIVOS EN LOS MATERIALES PLÁSTICOS

INTRODUCCIÓN

Los aditivos son substancias que van dispersas en una matriz polimérica sin afectar su estructura molecular, cuya función es mejorar las propiedades, comportamiento y calidad de los materiales plásticos, a diferencia de los materiales auxiliares o modificadores como por ejemplo catalizadores, agentes de curado y emulsificantes, entre otros, que se usan en la fabricación del polímero o para modificar su estructura química.

Los aditivos se agregan a los polímeros en cantidades relativamente pequeñas, de manera usual en proporciones menores al 5%, por otra parte, cuando se agregan en proporciones entre el 10 y el 70% reciben el nombre de ingredientes de mezclado.

Debe garantizarse la eficacia de un aditivo, de manera que se logre el objetivo propuesto con una baja incorporación, en virtud de su alto costo.

Los polímeros por lo general no requieren sólo de un tipo de aditivo sino que se le deben mezclar varios de ellos, por tanto, lo que determina la elección final de uno o varios aditivos es el comportamiento considerado en conjunto, pues algunas veces mientras se mejora cierta propiedad se pueden declinar.

Aspectos que se deben tener en cuenta en la elección de un aditivo:

Compatibilidad y movilidad

El aditivo debe tener una compatibilidad y movilidad en el polímero de acuerdo con su mecanismo de acción.

Si las moléculas del sistema polímero - aditivo han de interactuar, es preciso que exista una compatibilidad completa, esto es, miscibilidad mutua a escala molecular y movilidad o difusibilidad de las moléculas del aditivo dentro de la matriz polimérica.

En caso que el aditivo cumpla una acción a nivel super-molecular, puede ser deseable que haya una total incompatibilidad e inmovilidad de las moléculas de éste.

Se requiere una compatibilidad parcial si es necesario ejercer una fuerte afinidad entre el aditivo y el polímero en la interfase.

Migración y pérdida de aditivos

Un aditivo no debe ser volátil en las condiciones del proceso de transformación, ni exudar a la superficie durante su vida en servicio.

La presión de vapor de los aditivos debe ser baja a altas temperaturas otras preparar películas con efecto anti-bruma, porque se puede controlar la incompatibilidad con el polímero y la migración.

Los de uso externo se aplican en forma de spray, son fáciles de remover y tienen un tiempo de vida corto, pero son económicos y producen un efecto anti-bruma inmediato.

Los agentes anti-bruma, por lo general, son ésteres de ácidos grasos y glicerol, sorbitan y sorbitan etoxilado, y se usan dependiendo del polímero y su aplicación.

Agentes antiestáticos

La formación de cargas estáticas en piezas terminadas hace que el polvo y las partículas cargadas se acumulen sobre la pieza o la superficie de una película. Estas cargas también pueden obstaculizar la separación de las hojas de película plástica, dificultar el desmoldeo de las piezas y generar chispas.

Los polímeros se cargan con electricidad estática usualmente por el contacto directo con otra superficie (fricción). Una vez efectuado el contacto, la transferencia de electrones genera una distribución no uniforme de carga, las partes quedan estáticamente cargadas y de manera irregular.

Los agentes antiestáticos ofrecen un camino para disipar cargas estáticas en el aire. La molécula antiestática atrae carga estática hacia ella. Esta carga ya en el agente antiestático es transferida a las moléculas de agua presentes en el aire, la molécula de agua se lleva la carga y el agente antiestático recibe una nueva carga estática del polímero.

Pueden ser de aplicación externa o interna. Los de aplicación externa son sales de amonio cuaternario de ácidos grasos o ésteres de glicerol de ácidos grasos etoxilados. Estos se aplican en concentraciones de 0,1 y 2% en forma de aspersión en soluciones acuosas o de agua - alcohol sobre la superficie de la película o pieza fabricada, la solución se seca y el agente antiestático queda sobre la superficie. Sin embargo, actividades posteriores de lavado, fricción o exposición a solventes hacen perder el aditivo.

Los agentes antiestáticos internos son de diferentes polaridades:

1. Los compuestos catiónicos trabajan mejor en polímeros polares, por ejemplo: PVC y ABS, pero pueden afectar la estabilidad térmica del polímero. No son grado FDA, pueden ser sales cuaternarias de amonio, fosfonio o sulfonio a menudo unidas a un radical alquilo de cadena larga. Se utiliza entre 1 y 2%.

2. Los compuestos no iónicos son de baja polaridad y son ideales para poliolefinas, son grado FDA y comprenden: ésteres de ácidos grasos, etanol-amidas, aminas etoxiladas, compuestos de glicerol. Se pueden aplicar entre el 0,05 y el 2,5%.

Los agentes antiestéticos internos se añaden al polímero antes o durante el proceso de moldeo. El agente se disuelve en el polímero fundido y a medida que éste se enfría reduce su afinidad por el polímero y aflora a la superficie de manera que los grupos jónicos o higroscópicos de la molécula activa puedan dirigirse a la atmósfera. En caso de pérdida del aditivo por exposición a solventes o fricción la porción del agente antiestático que está en el interior migrará para restablecer las propiedades antiestéticas.

Aditivos antioxidantes

Muchos plásticos son sensibles a la degradación, la cual puede iniciarse cuando se los somete al calor y se producen

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