Polímeros VAE - copolímero plastificado

Los copolímeros de acetato de vinilo y etileno (VAE) tienen una pequeña ventaja en lo que respecta a la plastificación: no siempre necesitan un plastificante externo. He aquí por qué y cómo funciona:

Plastificación intrínseca

• Segmentos etilénicos como dominios blandos - En la estructura VAE, el comonómero de etileno actúa como un suavizante interno. Altera la cristalinidad de la fase de acetato de vinilo, reduciendo la temperatura de transición vítrea (Tg) y aumentando la flexibilidad.
• Suavidad ajustable - Ajustando la relación VA:E durante la polimerización, los fabricantes pueden conseguir el equilibrio deseado entre rigidez y elasticidad.

Cuando se utilizan plastificantes externos

• Propósito - En algunas mezclas (por ejemplo, con PVC), el VAE puede combinarse con plastificantes convencionales para mejorar aún más la flexibilidad, la resistencia al impacto o la claridad óptica.
• Mecanismo - Las moléculas de plastificante penetran entre las cadenas poliméricas, reduciendo las fuerzas intermoleculares y permitiendo que las cadenas se muevan más libremente. En las mezclas de PVC/VAE, esto puede disolver los enredos de las cadenas y aumentar la transmisión de la luz.
• Tipos - Entre las opciones más habituales se encuentran los ésteres sin ftalatos, los citratos o los plastificantes de origen biológico, en función de las necesidades normativas y de rendimiento.

Consideraciones sobre el tratamiento

• Formulaciones sin plastificantes - Muchas dispersiones modernas de VAE están diseñadas para formar películas flexibles a bajas temperaturas sin agentes coalescentes ni plastificantes añadidos1.
• Compatibilidad - El VAE muestra una alta compatibilidad con otros aglutinantes y aditivos, por lo que si se añade un plastificante, éste tiende a distribuirse uniformemente sin separación de fases.

En resumen, el contenido de etileno del VAE le confiere un carácter "autoplastificante", pero los formuladores pueden seguir añadiendo plastificantes externos cuando busquen ajustes específicos de rendimiento en mezclas o compuestos.

Aumento adicional de la flexibilidad con terpolímero de acrilato de vinil etileno

La introducción de un tercer monómero, como un acrilato, en una espina dorsal de acetato de vinilo-etileno (VAE) puede aumentar aún más la flexibilidad, y no sólo en el sentido de un "tacto más suave".

Por qué los acrilatos aumentan la flexibilidad

• Cadenas laterales largas y suaves - Las unidades de acrilato (por ejemplo, acrilato de butilo, acrilato de etilo) tienen grupos laterales voluminosos y flexibles que alteran el empaquetamiento de la cadena y reducen las fuerzas intermoleculares.
• Menor temperatura de transición del vidrio (Tg) - Los acrilatos suelen tener valores de Tg muy bajos, por lo que su incorporación a la matriz polimérica desplaza la Tg global hacia abajo, aumentando la elasticidad a temperatura ambiente.
• Plastificación interna - Al igual que el etileno en el VAE, los acrilatos actúan como plastificantes incorporados, pero con un efecto suavizante aún mayor.

Aumento del rendimiento de los terpolímeros

• Mayor resistencia a los impactos - Los terpolímeros de etileno-acrilato-acetato de vinilo pueden absorber más energía antes de fracturarse, lo que resulta útil en películas flexibles, sellantes y plásticos modificados por impacto.
• Mayor flexibilidad a bajas temperaturas - Permanece flexible en ambientes fríos donde el VAE estándar podría endurecerse.
• Mayor compatibilidad - Los acrilatos mejoran la miscibilidad con polímeros polares y no polares, ampliando las opciones de formulación.
• Suavidad y háptica a medida - Ciertos terpolímeros de acrilato reticulados confieren un tacto suave y un acabado mate al tiempo que mantienen la durabilidad.

Aplicaciones típicas

• Adhesivos y selladores flexibles con amplia adhesión al sustrato
• Películas y revestimientos suaves y resistentes a la intemperie
• Mezclas termoplásticas modificadas por impacto
• Modificadores de cemento/yeso con mayor resistencia a las grietas

Añadir acrilato a un sistema VAE es como darle una "doble dosis" de suavidad: el etileno aporta la flexibilidad básica, y el acrilato la lleva al siguiente nivel al tiempo que añade dureza y compatibilidad adicionales.

Ventajas e inconvenientes de los plastificantes externos

Los plastificantes externos son compuestos poco volátiles que se añaden a un polímero sin unirse químicamente a él: actúan mediante la mezcla física y las interacciones intermoleculares. Esto los convierte en una forma versátil y muy utilizada de modificar las propiedades de los polímeros, pero este método tiene sus inconvenientes.

Ventajas

• Mayor flexibilidad y suavidad - Disminuyen la temperatura de transición del vidrio (Tg), haciendo que los polímeros rígidos como el PVC se doblen y sean más fáciles de manipular.
• Procesabilidad mejorada - La reducción de la viscosidad de la masa fundida facilita el moldeado, reduce las temperaturas de procesado y disminuye el consumo de energía.
• Durabilidad en determinadas aplicaciones - En PVC flexible, pueden ayudar a mantener el rendimiento durante décadas.
• Modificación rentable - A menudo es más barato y sencillo que alterar la química del polímero (plastificación interna).
• Versatilidad de la formulación - Compatible con una amplia gama de aditivos y cargas, lo que permite ajustar con precisión las propiedades mecánicas y ópticas.

Desventajas

• Migración y volatilidad - Al no estar ligados químicamente, pueden filtrarse con el tiempo y provocar la pérdida de propiedades o la pegajosidad de la superficie.
• Aumento de la permeabilidad - Pueden aumentar la permeabilidad a los gases, al vapor de agua y a los solutos reduciendo la cohesión de la película.
• Posibles problemas sanitarios y medioambientales - Algunas clases (por ejemplo, ciertos ftalatos) son objeto de escrutinio reglamentario por su toxicidad o sus efectos de alteración endocrina.
• Inestabilidad a largo plazo - La pérdida de plastificante puede provocar fragilización, contracción o agrietamiento en productos envejecidos.
• Límites de compatibilidad