Polifenilen éter (PPE)

Poli (p-fenileno óxido) (PPO) o poli (p-fenileno éter) (PPE) es un termoplástico de alta temperatura de fórmula general (C₈H₈O)_n. Se utiliza raramente en su forma pura, debido a dificultades en el procesamiento. Se utiliza principalmente como una mezcla con poliestireno, con copolímeros de estireno-butadieno de alto impacto o con poliamida.

Otros nombres son: polifenilen éter, Poli (oxi-2 ,6-dimetil-1 ,4-fenileno), Poli (2,6-dimetil-1 ,4-fenileno óxido), polifenilen óxido.

El poliéter o polióxido de fenileno fue descubierto en 1956 por AS Hay, y fue comercializado por General Electric en 1960. El nombre común de "polióxido de fenileno (PPO)" es incorrecto porque no es un óxido, sino más bien un éter.

Si bien es una de los más baratos plásticos resistentes a la alta temperatura, el procesamiento es difícil y la resistencia al impacto y al calor disminuye con el tiempo. La mezcla con poliestireno en cualquier proporción puede compensar estas desventajas. En la década de 1960, PPE modificado entró en el mercado bajo el nombre comercial de Noryl.

Nombres comerciales de mezclas de PPE

Nombre	Mezcla	Empresa
Artley	PPE + PE	Sumitomo Chemical
Iupiace ®	PPE + PE	Mitsubishi
Luranyl ®	PPE + PS	Romira GmbH
Noryl ®	PPE + PS	General Electric
Vestoran ®	PPE + PS	Evonik Degussa
Xyron ®	PPE + PE	Asahi Chemical
Lemalloy ®	PPE + PA	Mitsubishi
Noryl GTX	PPE + PA	General Electric
Ultranyl ®	PPE + PA	BASF
GECET	PPE + EPS	Huntsman
Noryl EF	PPE + EPS	General Electric

Estructura y síntesis

Estructuralmente, el PPO está constituido por anillos de fenileno enlazados entre sí por uniones éter en las posiciones 1,4, o para, con sendos grupos metilos unidos a los átomos de carbonos de las posiciones 2 y 6.

En realidad este polímero debería llamarse poli (óxido de 2,6-dimetilfenileno), pero comúnmente se lo denomina poli (óxido de fenileno).

El PPO se obtiene por lo que se llama polimerización por acoplamiento oxidativo del monómero 2,6-dimetilfenol. Dado que se forma agua como subproducto, se trata de una polimerización por condensación.

El monómero es sintetizado por la reacción de fenol con metanol en la fase de vapor en presencia de un catalizador de óxido de metal. Naturalmente, es importante que el fenol utilizado en esta reacción sea muy puro. Las impurezas en el monómero con posiciones para y orto bloqueadas son terminadores de la cadena, mientras que las impurezas con las posiciones en orto abiertas puede causar ramificación de la cadena o reticulación.

La reacción de polimerización se lleva a cabo por burbujeo de oxígeno a través de una solución de fenol más un catalizador que suele ser una sal de cobre y una amina tal como piridina o aminas de dibutilo. La reacción es exotérmica, y puede requerir de refrigeración para el control.

El mecanismo comienza con la creación de un radical fenoxi a través de la abstracción de hidrógeno por O_2.

Dos de estas dos moléculas se unen, seguidas por la tautomerización para crear un dímero. El dímero y especies más grandes pueden crecer por un mecanismo similar por adición del monómero (mecanismo 1). Sin embargo, la reacción de extensión de la cadena también puede ocurrir por la reacción de dos especies de mayor tamaño (mecanismo 2).

Propiedades

El PPE es un plástico amorfo de alto rendimiento. Su densidad es de 1,06 g/cm³. Masa molar: 122,17 g/mol. La temperatura de transición vítrea es de 215ºC, pero puede ser variada por la mezcla con poliestireno. A través de la modificación y la incorporación de otros productos tales como fibras de vidrio, las propiedades pueden ser ampliamente modificadas.

Las mezclas PPE se caracterizan por la resistencia al agua caliente con baja absorción de agua, alta resistencia al impacto, libre de halógenos de protección contra incendios y de baja densidad.

El PPE y el PS es un raro ejemplo de una mezcla homogénea de dos polímeros. La mayoría de los polímeros son incompatibles entre sí, por lo que tienden a producir fases separadas cuando se mezclan. La compatibilidad de los dos polímeros es causada por la presencia de un anillo de benceno en la repetición de las unidades de ambas cadenas.

Propiedades típicas del PPE

Propiedad	Norma	Valor
Peso específico	ISO 1183	0,980 a 1,14 g/cm³
La contracción de moldeo	ASTM D955	0,0059 a 0,0060 in/in
Absorción de agua (73ºF, 24h)	ASTM D570	0,060 a 0,10 %
Módulo de tracción (73 ° F)	ISO 527-2	359000 a 368000 psi
Resistencia a la tracción	ISO 527-2	6090-12300 psi
Módulo de flexión	ISO 178	14500-377000 psi
Resistencia a la flexión	ASTM D790	8000-14500 psi
impacto con entalla Izod	ASTM D256	2,9 a 7,2 ft.lb/in
Dureza Rockwell	ASTM D785	118 a 122
Temperatura de ablandamiento Vicat	ISO 306	328 a 379ºF
Temperatura de deflexión bajo carga 66 psi	ASTM D648	140 a 392ºF

Aplicaciones

Mezclas de PPE se utilizan para las piezas estructurales, electrónicas (carcasas de ordenadores), del hogar y de artículos de automoción que dependen de la alta resistencia al calor, estabilidad dimensional y exactitud. También se utilizan en medicina para esterilizar instrumentos de plástico.

Este plástico es procesado por moldeo por inyección o extrusión, dependiendo del tipo, la temperatura de procesamiento es 260-300ºC. La superficie puede ser impresa, estampada en caliente, pintada o metalizada. Las soldaduras son posibles por medio de elemento de caliente, la fricción o la soldadura por ultrasonidos. Puede ser pegado con diferentes adhesivos o solventes halogenados.

Un cartucho de impresora hecha de PPE y PS, es un ejemplo de un producto que requiere una buena estabilidad dimensional y precisión para caber

Portacables

Panel de protección ignífugo de tanque de vehículos militares (el panel contiene una sustancia ignífuga que se libera ante un episodio de fuego)

Dispositivos resistentes a la presión para bucéo submarino a altas profundidades

Impulsor de bomba

El poliestireno no sólo reduce la viscosidad del fundido, sin debilitar las propiedades físicas demasiado, sino que también ayuda a reducir el precio de la materia (El poliestireno es mucho más barato que el PPO). El PPO también puede ser mezclado con otros polímeros como nylon con la inclusión de agentes de compatibilización. Mezclas de PPO se utilizan también para sustituir el metal de componentes estructurales en la industria automotriz. Por ejemplo, una mezcla de PPO y nylon se utiliza para las defensas en el automóvil Saturn.

Debido a sus excelentes propiedades ópticas está siendo investigado como un posible reemplazo para el policarbonato utilizado en la fabricación de discos Blu-ray.

Fuentes:

pslc.ws

en.wikipedia.org

chem.chem.rochester.edu

www.ides.com