STUDIES OF NEW POLYMERIC MATERIALS PRODUCED BY REACTIVE BLENDING

Reactive blending is a versatile and low cost way to produce compatible polymer blends that combine the properties of interest of initially immiscible constituents. This compatibility can be accomplished through interchange reactions during melt mixing between reactive functional groups of properly chosen polymers, which lead to the formation of a copolymer that plays the role of the compatilizer. In this respect, the present PhD work has been focused on the study and characterization of the materials produced by reactive melt blending of the following pairs of immiscible homopolymers: - PET (polyethylene terephthalate) and MXD6 (polym-xylene adipamide), at 285 °C, in nitrogen flow and in presence of terephthalic acid; - PEN (polyethylene naphthalate) and PC (polybisphenolA carbonate) at 280 °C, in nitrogen flow and in presence of Ti(OBut)4, as transesterification catalyst. The aim of this research was to have a comprehensive characterization of the interchange reactions that occur during the reactive blending of PET-MXD6 and PC-PEN blends, in order to establish the possible types of copolymers that can be obtained (blocks, multiblocks, random) on the base of reaction conditions (temperature, time of processing, type of additive, etc..). The synthesis of these new copolymers by reactive blending may be a simple and cheaper industrial process for combining high barrier properties of PEN and of MXD6, respectively, with the excellent mechanical properties of PC and the good transparency and dimensional stability of PET. Materials of this type could be applied in the packaging of food and/or electronic components.

La miscelazione reattiva è un metodo versatile e di basso costo per produrre miscele compatibili (monofasiche) di polimeri immiscibili che combinano le proprietà di maggior interesse dei costituenti iniziali. Tale compatibilizzazione può essere ottenuta tramite reazioni di interscambio chimico tra i gruppi funzionali di polimeri opportunamente scelti, che portano alla formazione in situ di copolimeri in grado di ridurre la tensione interfacciale tra le varie fasi polimeriche presenti (azione compatibilizzante). Nell ambito di tale tematica, il presente lavoro di ricerca è mirato allo studio e alla caratterizzazione dei materiali prodotti per miscelazione reattiva delle seguenti coppie di omopolimeri immiscibili: - il PET (polietilene tereftalato) e l MXD6 (polimetaxilene adipammide), a 285 °C, in flusso di azoto e in presenza di acido tereftalico; - il PEN (polietilene naftalato) e il PC (polibisfenoloA carbonato), a 280 °C, in flusso di azoto e in presenza di Ti(OBut)4 come catalizzatore di transesterificazione. Lo scopo di tale ricerca è stato quello di avere una caratterizzazione completa delle reazioni di interscambio chimico che avvengono durante la miscelazione reattiva delle miscele polimeriche PET-MXD6 e PC-PEN, al fine di stabilire i possibili tipi di copolimeri che si possono ottenere (blocchi, multiblocchi, statistici) sulla base delle condizioni di reazione (temperatura, tempo di lavorazione, tipo di additivi, ecc.). La sintesi di questi nuovi copolimeri tramite miscelazione reattiva potrebbe rappresentare un metodo industriale semplice ed economico per combinare le alte proprietà barriera del PEN e dell MXD6 rispettivamente, con le ottime proprietà meccaniche del PC, e le buone proprietà di trasparenza e stabilità dimensionale del PET. Materiali di questo tipo potrebbero trovare applicazione sia nell imballaggio di alimenti e/o di componenti elettronici.