Polietileno y compuestos de PVC rígido

El efecto en el uso de un aditivo para dispersión o hiperdispersante sobre la intensidad del color, defectos superficiales y características de procesamiento del MasterBatch de Polietileno y compuesto de PVC rígido, es investigado mediante equipos de bloqueo en filtración de presión, extrusión película cast, reómetros de esfuerzo de torsión y microscopía. Varios hiperdispersantes son probados variando las cargas para entender los niveles óptimos de uso y su efecto sobre el rendimiento en el procesamiento y viscosidad del plástico fundido.

La dispersión efectiva de todos los ingredientes activos es extremadamente importante en la fabricación de masterbatch de color o durante la operación en la obtención de compuestos que aseguran la funcionalidad y durabilidad.
Una pobre dispersión es la causa principal de inconsistencias en el proceso, degradación prematura, defectos superficiales y productos de bajo desempeño.

La dispersión de los ingredientes es alcanzada comúnmente por la mezcla mecánica con el uso de los mezcladores de alta intensidad, mezcladores de cinta, Banbury o equipos de extrusión de doble husillo.

Los ingredientes polares tienen una tendencia natural a reaglomerarse.
La re-aglomeración puede ocurrir en la tolva de alimentación, durante el mezclado o al final del procesamiento. Los hiperdispersantes reducen la atracción partícula–partícula y realzan la atracción partícula-medio. Los aditivos de dispersión orgánicos son utilizados para mejorar la dispersión en diseño de productos que químicamente interaccionan con el ingrediente activo haciéndolo mas estable. Para las superficies no polares, los modificadores superficiales hacen sinergia cuando son usados en combinación con un hiperdispersante.

El proceso de la dispersión esencialmente implica tres etapas que incluye: adherencia de partículas de pigmento/carga o premezcla; separación de partículas pigmento/carga; y estabilización de estas partículas para superar fuerzas de la atracción de Van der Waals.

En medios orgánicos, éstos se podrían alcanzar por la estabilización estérica, por la fuerte adsorción del compuesto estabilizador sobre la superficie pigmento/carga y optimizando la longitud de cadena y solubilidad del compuesto estabilizador dentro del solvente o la base de la matriz polimérica.
En el transcurso de los últimos años, las industrias de la pintura y la tinta, y sus distribuidores, han desarrollado nuevos dispersantes poliméricos (designados a menudo como hiperdispersantes) que incrementan la estabilización para la optimización de propiedades descritas arriba. La longitud de cadena de los hiperdispersantes es crítica porque las cadenas muy cortas son superadas por las fuerzas de Van der Waals lo que origina que las partículas de pigmento/ carga se reaglomeren nuevamente, y por otra parte, las cadenas demasiado largas plegarían y comprimirían la barrera estérica.
Los Hiperdispersantes son diseñados para ser de naturaleza polimérica con un grupo funcional terminal. El grupo funcional se diseña para anclar al pigmento/carga mientras que la cadena polimérica se diseña para tener una afinidad hacia la matriz del polímero. Esto provee al fabricante la flexibilidad para adaptar un dispersante para una aplicación específica.
El hiperdispersante puede ser presentado en solvente como ingrediente activo al 100% en forma de polvo o en pellet.

Se sabe que muchos dispersantes trabajan para el pigmento mismo. Los hiperdispersantes pueden ser de una sola cadena de anclaje o de multi-cadena para multi-anclaje o cualquier combinación. El incremento en la estabilización es el resultando del uso de hiperdispersantes en las pinturas y la industria de los recubrimientos ya que promueve una mejor dispersión de las partículas del pigmento e incrementa la intensidad del color.
También, facilita la incorporación de mayores contenidos de pigmento durante la fabricación y el procesamiento.

Una revisión moderna del uso de hiperdispersantes en las industrias de la pintura, de la tinta y del masterbatch es proporcionada por Thetford, los hiperdispersantes forman una película alrededor de las partículas de pigmento o de la carga, impartiendo la estabilización estérica que evita que se re-aglomeren. La introducción de un aditivo para la dispersión incrementa sustancialmente la funcionalidad del pigmento.
Adicionando al pigmento en un extremo y a la matriz del polímero en el otro, el hiperdispersante promueve perceptiblemente la dispersión creando una red entre el pigmento/la carga y las cadenas del polímero. Esta interacción incrementa la intensidad el color, el rendimiento de procesamiento y las características superficiales tales como el brillo con efectos secundarios mínimos.

Sin embargo, la dosificación correcta de hiperdispersante es crítica pues muy poca cantidad proporcionaría solamente cobertura parcial mientras que demasiado daría lugar al desfase entre capa y capa afectando el funcionamiento. SOLSPERSE 3000, un hiperdispersante desarrollado originalmente para la dispersión del dióxido de titanio en el secado de las pinturas al aire, fue identificado como una excelente opción y ventaja en el proceso para el compuesto de PVC rígido. Para el caso del estudio en el masterbatch de polietileno, un hiperdispersante nuevo, SOLPLUS DP310 fue desarrollado.
Este hiperdispersante optimiza la química de la cadena del polímero y el peso molecular para alcanzar una dispersión eficaz.