CALORIMETRIA DIFERNCIAL DE BARRIDO (DSC)

Los resultados de las pruebas de DSC de los polímeros y sus mezclas preparados en película se muestran en la Tabla 3.5.

Tabla 3.5 Temperaturas obtenidas de las películas, antes de ser tratadas térmicamente.

Mezclas PET CELANESE/PEN HIPERTUF 90000.

Los valores de Tg, Te y Tm de la Tabla 3.5 se grafican en las Figuras 3.19, 3.20 y 3.2.1, respectivamente. En las mezclas que tienen un alto porcentaje de PET (hasta 70%) no se aprecia la Tg del PEN pero se hace evidente en las mezclas 50/50. De acuerdo con los resultados de NMR no ocurre reacción, y por lo tanto, la ausencia de la señal del PEN debe ser provocada exclusivamente por la concentración pero también ocurre una superposición con la señal de cristalización del PET.

A pesar de los resultados de NMR se observa un desplazamiento de la Tg del PET hacia valores más altos a medida que se incrementa la concentración del PEN, el cambio entre 100 y 50 % de PET es de 4.5°C (Figura 3.19). Esto sugiere una interacción entre los polímeros, sin que llegue a ocurrir una miscibilidad verdadera pero también es necesario considerar que estos valores se tomaron de segundas corridas, como se mencionó en la parte experimental, lo que significa que la muestra ya está recibiendo un tratamiento térmico que puede promover la reacción, desafortunadamente no fue posible efectuar medidas de Tg durante la primera corrida, debido a la inestabilidad de la señal.

La Tg del PEN en las muestra 50/50 se ve disminuida (4.6°C) con respecto a la del polímero puro, la explicación de este fenómeno es la misma que para el PET.

130

120 -TgPEN

110 100

90 TPET

80 70

0 20 40 60 80 100

%PET

Figura 3.19 Temperaturas de transición vítrea (Tg) vs % en peso de PET, de las mezclas PET CELANESE/PEN HT 90000.

Por otra parte, los valores de Tc mostraron algunos cambios aunque no se observó una tendencia definida (Figura 3.20), sin embargo, se puede decir que la Te del PET aumentó hasta 8°C en las mezclas. Estos incrementos sugieren cambios en la microestructura y/o peso molecular como los observados en el PET virgen y de botella sin mezclar. En el PEN se observó una ligera disminución en la Te (4°C) atribuible a las mismas causas.

230

Tc PEN

210 --

o 190

H

170 150

Tc PET

0 20 40 60 80 100

%PET

Figura 3.20. Temperaturas de cristalización (Te) vs % en peso de PET, de las mezclas PET CELANESE/PEN HT 90000.

La temperatura de fusión del PET en las mezclas disminuye (6.1 3°C) al incrementarse la concentración de PEN (Figura 3.21), esto podría deberse a cristales más pequeños, defectos, o a una interacción entre polímeros. Para el caso del PEN también se apreeia una disminución en la Tm, las causas son las mismas que para el PET.

260

250 TmPFN

240 TmPET

230 220

0 20 40 60 80 100

%PET

Figura 3.21 Temperaturas de fusión (Tm) vs % en peso de PET, de las mezclas PET CELANESE/PEN HT 90000.

Los resultados de entalpía se discuten a continuación.

La entalpía de fusión, que es proporcional a la cantidad de cristales en la muestra, disminuye al incrementarse la concentración de PEN en la mezcla, alcanzando un valor mínimo en la mezcla 50/50, y aumenta posteriormente (Figura 3.23); lo mismo ocurre con la entalpía de cristalización (Figura 3.22). Esto indica una menor cristalinidad del PET al aumentar la proporción de PEN, este proceso es común al mezclar polímeros y se debe al efecto de dilusión por el otro polímero y a la inhibición del proceso de cristalización por la presencia del otro componente. Las mezclas PET/PEN presentan valores inferiores a los esperados por efecto de dilusión y esto implica que existe una inhibición de la cristalización al mezclar. Esto puede ocurrir por modificación de la estructura química o por interacciones que retarden o eviten la formación de cristales.

7

6 _AHcPEN

bO

<2 1

o

¿HcPET

0 50 100

%PET

Figura 3.22 Entalpias: de cristalización (Hc) vs % en peso de PET, de las mezclas PET CELANESE/PEN HIPERTUF 90000.

AHm PEN

Hm PET

0 50 100

% PET

Figura 3.23 Entalpías de fusión (AHm) vs % en peso de PET, de las mezclas PET CELANESE/PEN FHPERTUF 90000.

Los datos de Tg, Tc, Tm, ABc y AHm obtenido de las mezclas PET/PEN con PET recuperado de botellas, se muestran en la Tabla 3.6.

Tabla 3.6 Temperaturas y entalpías obtenidas de las Mezclas PET ¡PEN HIPERTUF 90

%PET TgPET TgPEN TCPET TCPEN TmPET TmPEN AHCPET AHCPEN LHmPET AHmPEN

100 81,01 161,64

-

90 82,25 156,27 232,32 5,71 5,78

70 80,75 162,54 231,29 252,29 3,40 3,8

50 82,89 118,33 162,09 227.57 0,86 1,22

0 126,04 215,24 260,47 6,42 5,81

En las muestras de PET/PEN, con PET recuperado, se observó un comportamiento distinto al del PET virgen ya que la Tg del PET (TgpET) prácticamente no cambió al variar la composición de la mezcla, esto indicaría una total ausencia de interacciones (inmiscibilidad), sin embargo, en la composición 50/50, además de la Tg a 82.89° C, aparece otra a 118.35°C que correspondería al PEN, y como se puede apreciar, este valor es menor (7.7° C) que el valor de la Tg del PEN puro, lo que sugiere que se ha llevado a cabo cierto grado de interacción que provocó que las Tg del PET y PEN dentro de la mezcla se desplazaran. (Figura 3.24).

130 120 ,_- 110

C)

- 100

H 90 80 70

• Tg PEN

Tg PET

0 20 40 60 80 100

%PET

Figura 3.24 Temperatura de Transición vítrea vs % en peso de PET, en las mezclas PET botellaJPEN HT 90 000.

En relación a la temperatura de cristalización de PET se observó que al incrementar la concentración de PEN ésta se mantuvo casi constante (Figura 3.25) lo cual sugiere que no hubo cambios en la estructura de los cristales.

220

Tc PEN

200

o '-y 180 -

H o 160

Tc PET

140 4

O 20 40 60 80 100

%PET

Figura 3.25 Temperatura de cristalización (Tc) vs % en peso de PET, en las mezclas PET botellalPEN HT 90 000.

Por lo que se refiere a la temperatura de fusión del PET, ésta disminuyó (5°C) al aumentar la proporción de PEN en las mezclas (Figura 3.26), lo cual es indicativo de que el PEN inhibe la formación de cristales.

En las composición 70/30 aparecen dos señales de Tm, la Tm del PEN en esta mezcla aparece 8° C por debajo de la del PEN puro, esto significa que la estructura del PEN también se ve afectada por la presencia del PET en la mezcla.(Figura 3.26).

270

260 ^{Tm PEN}

250

240 ^{Tm PET}

230 220

- 0 50 100

% PET

Figura 3.26 Temperatura de fusión (Tm) vs % en peso de PET, en las mezclas PET botella/PEN HT 90 000.

Las esntalpías de cristalización (AHc) y de fusión (AHm) se muestran en las Figuras 3.27 y 3.28 respectivamente. Corno se puede apreciar la entalpía de cristalización fue decreciendo al disminuir el contenido de PET en la mezclas, la entalpía de fusión tuvo el mismo comportamiento, alcanzando un valor mínimo en la composición 50/50, aquí al igual que en las mezclas con PET virgen, se presenta una disminución de la cristalinidad. Este comportamiento sugiere que la cantidad de cristales desciende al ir aumentando la cantidad de PEN en la mezcla.

7 6

03

<2 1

o

Hc PEN

¿Hc PET

0 50 100

%PET

Figura 3.27 Entalpías de cristalización (ABc) vs % de PET en las mezclas PET CELANESE/PEN.

7 6 '

—' 5 E3

<2 1

o

¿Hm PEN

AHm PET

0 50 100

%PET

Figura 3.28. Entalpías de fusión (AHm), vs % peso de PET en las mezclas PET botellaJPEN HIPERTUF 90 000.