Study of the Molecular Weight Influence on the Formation of the ß-polymorph in Metallocenic Isotactic Polypropylene

Isotactic polypropylene, iPP, is one of the most important thermoplastic polymers due to its low manufacturing cost and rather versatile properties. iPP exhibits a very interesting polymorphic behavior depending on the polymerization procedure, thermal history and use of different nucleating agents. Recently, studies on different aspects of the iPP β-polymorph have been published [1, 2]. This paper completes these previous works by analyzing the formation of the β-polymorph starting from samples of metallocenic iPP of different molecular weight. We also consider the effect of the cooling rate in the appearance of β-polymorph in the iPP samples that were studied

Efecto del Peso Molecular en la Formación del Polimorfo Beta en Polipropileno Isotáctico Metalocénico.

Existe un gran número de referencias relativas al efecto que la adición de agentes nucleantes, AN, en el polipropileno, iPP, supone en la generación de los distintos polimorfos, no existiendo estudios previos en el iPP metalocénico, m-iPP. Es objetivo de este trabajo llenar la laguna existente en dicha área, con el fin de mejorar la estabilidad térmica y la transparencia, acortar los ciclos de producción y optimizar las propiedades. Se han estudiado diferentes tipos de nucleantes de última generación que conllevan, en primer lugar, la formación de la celdilla monoclínica α y el aumento de la temperatura de cristalización, lo que acorta los ciclos de transformación. Para la evaluación exhaustiva5 de la forma β, objetivo de este trabajo, se ha utilizado como AN una mezcla de estearato cálcico y ácido pimélico (1:2), denominada a5. La competencia entre las formas α, β y γ en el m-iPP depende de la velocidad de cristalización y de la temperatura de cristalización isoterma5. Además, el contenido de AN β necesario para generar esta forma cristalina en el m-iPP es considerablemente superior en relación con el iPP sintetizado con catalizadores Ziegler-Natta, Z-N, debido a la coexistencia del polimorfo γ en el primero. La competencia entre las tres formas cristalinas en el m-iPP provoca que la generación de la forma β en función de la velocidad de enfriamiento sea, bajo ciertas condiciones, opuesta a la observada previamente en el iPP Z-N convencional. Estos resultados novedosos son de gran interés dado que han establecido las bases científicas sobre las que se cimenta el objetivo de la adición de AN β en los diferentes iPPs seleccionados, objeto de estudio en esta comunicación. Se han mezclado dos m-iPP con índices de fluidez, IF, de 15 y 30 g/min, suministrados por Basell, con un 0.3 % en peso de AN, en un mezclador interno a 190 ºC, 40 rpm y 10 min. Posteriormente, se han preparado filmes mediante moldeo por compresión en muestras sin y con AN. Las muestras se han enfriado desde el fundido a unos 100 ºC/min (entre platos de agua fría y presión), tratamiento Q y a 1.5 ºC/min (velocidad de enfriamiento de la prensa bajo presión), tratamiento S. La caracterización de la estructura y la competición entre las diferentes formas cristalinas se ha seguido mediante difracción de rayos X y DSC, mientras que el estudio de las propiedades mecánicas se ha realizado mediante DMTA y microdureza. En la figura se reproducen los difractogramas de RX para las muestras en estudio sin y con 0.3% de AN y tratamiento térmico S. Las muestras sin aditivar, sn, presentan polimorfismo, es decir, la coexistencia de las difracciones a 18.5 y 21.2º características de las celdillas cristalinas α y γ, respectivamente. Por otro lado, la presencia del AN a5 da lugar a una difracción adicional a 16.1º asociada a la fase trigonal β. La intensidad de dicha difracción es mayor para el polímero de menor peso molecular (mayor IF)

Caracterización del polimorfismo de un polirpopileno metalocénico por medio de espectroscopia FTIR

Se presentan resultados sobre al caracterización morfológica de PP's metalocénicos por medio de espectroscopía infrarroja