El polidiciclopentadieno (PDCPD) es un polímero que se forma a través de la polimerización por metátesis de apertura de anillo (ROMP) de diciclopentadieno (DCPD). La diferencia entre los diversos sistemas radica en el tipo de catalizador utilizado para crear el polímero, pero las propiedades finales del polímero son similares.
El sistema químico
El sistema de reacción está formulado de tal manera que es necesario mezclar dos componentes en el mismo volumen (proporción 1: 1). Ambos componentes contienen principalmente DCPD con algunos aditivos adicionales. La diferencia entre ambos componentes es crucial, pero constituye solo una pequeña fracción de la formulación total: el sistema catalizador se divide en dos partes, cada una de las cuales se convierte en un componente separado. Cuando se mezclan ambos componentes, el sistema catalítico completo se recombina y se vuelve activo. Esta es una diferencia importante con respecto a otros sistemas de moldeo por inyección por reacción (RIM) como el poliuretano , ya que la reacción no es estequiométrica . La relación 1: 1 para el moldeado de DCPD no es crítica, ya que no se trata de una combinación de dos elementos químicos diferentes para formar una matriz específica . Los cambios significativos en la proporción ralentizarán la reactividad del sistema porque se están formando menos núcleos de reacción activos. Esto también cambia un poco las propiedades finales. Las bombas industriales actuales que se utilizan en los equipos de RIM son lo suficientemente precisas para garantizar que la proporción de mezcla se mantenga dentro de los límites necesarios.
Equipo
Las resinas DCPD se transforman utilizando equipos RIM de alta presión como los que se utilizan en la industria del poliuretano, con algunos pequeños cambios a considerar. Como referencia, una máquina muy utilizada para inyectar resinas DCPD es la Cannon A-100 equipada con un kit DCPD. El cambio más importante es que la resina nunca puede estar en contacto con el aire o la humedad, lo que requiere una capa de nitrógeno en los tanques. Las herramientas o moldes son herramientas cerradas y se sujetan con una prensa hidráulica . Debido a que las resinas se encogen aproximadamente un 6% en volumen durante la reacción, estas prensas (también llamadas unidades de sujeción) no tienen que manejar altas presiones como para el Compuesto de Moldeo de Láminas (SMC) o el poliuretano expandido.
Estampación
La mayoría de las herramientas para PDCPD están hechas de aluminio . Las piezas planas se pueden fabricar a partir de aluminio mecanizado, mientras que las piezas más profundas con forma 3D a menudo se fabrican con herramientas de fundición de aluminio. Es importante tener en cuenta la contracción volumétrica, por lo que no puede haber cortes y se deben usar juntas alrededor de todas las cavidades.
Consideraciones de proceso
La resina líquida tiene una densidad de 0,97 y reacciona en un sólido con una densidad de 1,03 que constituye una contracción volumétrica del 6%. Dado que la mayoría de las piezas son paneles, la mayor parte de la contracción se producirá en el eje Z (grosor). Esto hace que las piezas se desmolden automáticamente ya que no tienen un buen contacto con el lado del núcleo de la herramienta [El lado del núcleo es el lado que será el lado posterior de la pieza. El lado frontal de la pieza se llama lado de la matriz].
Un sistema de reacción siempre se rige por la temperatura, en cualquier forma. Esto significa que la temperatura de los componentes líquidos tiene una fuerte influencia sobre la reactividad. También lo hacen las temperaturas dentro de la herramienta. Para garantizar que un lado tenga un excelente acabado superficial, la temperatura en ese lado debe ser más alta que en el lado del núcleo. Por lo tanto, ambas mitades de la herramienta se templan a una temperatura diferente con valores típicos de 60 ° C y 80 ° C.
Los tiempos de ciclo típicos para piezas de moldeo oscilan entre 4 y 6 minutos.
Propiedades
PDCPD tiene una combinación de propiedades siendo las más importantes:
- alta resistencia al impacto
- alta resistencia a la corrosión química
- alta temperatura de deflexión por calor (HDT)
Para obtener la mejor información sobre todas las propiedades de este sistema de resina y polímero, es mejor ponerse en contacto con el proveedor del material o visitar sus respectivos sitios web.
El PDCPD no contiene ningún refuerzo de fibra aunque Telene SAS ha desarrollado una versión reforzada con fibra que permite variar el espesor a lo largo de una pieza, incorporar nervaduras y sobremoldear inserciones para un fácil montaje de las piezas. El PDCPD no se puede pintar en masa y debe pintarse después del moldeado.
Aplicaciones
Dado que el PDCPD es todavía un material joven, el número de aplicaciones es bastante limitado. La principal historia de éxito se encuentra en el campo de los paneles de carrocería, principalmente para tractores , equipos de construcción , camiones y autobuses . En las aplicaciones industriales, la principal historia de éxito son los componentes para la producción de cloro-álcali (por ejemplo, cubiertas de celda para electrolizadores ). Se pueden desarrollar otras aplicaciones donde se requiera resistencia al impacto en combinación con rigidez, diseño 3D y / o resistencia a la corrosión.
Reciclaje
pDCPD no es reciclable. En julio de 2020, los investigadores informaron sobre el desarrollo de una técnica para producir una versión degradable del plástico termoestable resistente que también puede ser aplicable a otros plásticos, que no forman parte del ca. 75% de plásticos reciclables . [1] [2]
Referencias
- ^ "Los químicos hacen que los plásticos duros sean reciclables" . phys.org . Consultado el 17 de agosto de 2020 .
- ^ Shieh, Peyton; Zhang, Wenxu; Husted, Keith EL; Kristufek, Samantha L .; Xiong, Boya; Lundberg, David J .; Lem, Jet; Veysset, David; Sun, Yuchen; Nelson, Keith A .; Plata, Desiree L .; Johnson, Jeremiah A. (julio de 2020). "Los comonómeros escindibles permiten plásticos termoendurecibles reciclables y degradables" . Naturaleza . 583 (7817): 542–547. doi : 10.1038 / s41586-020-2495-2 . ISSN 1476-4687 . PMC 7384294 .
enlaces externos
- Libro: "Introducción al PDCPD", Dirk Vervacke, 2008, ISBN 978-90-79480-01-2 , 129p
- La polimerización del diciclopentadieno: una investigación del mecanismo - Journal of Molecular Catalysis A
- Polidiciclopentadieno - Centro de aprendizaje de ciencias de polímeros
- Propiedades del policiclopentadieno (PDCPD) - base de datos MatWeb