Monómeros

Los monómeros funcionales en su mayoria son solubles en agua al mismo tiempo y se utilizan para incorporar centros hidrofílicos dentro de polímeros hidrofóbicos a fin de estabilizar las partículas y lograr adherencia y aceptación de pigmentos. Usualmente son utilizados en muy pequeñas cantidades (1-3%) y poseen sitios reactivos para la reticulación, modificación de la superficie de las partículas y procesos post-polimerización de las partículas de látex.

Los grupos funcionales que pueden estar involucrados en este tipo de monómeros son:

1. grupos carboxilos (Ej: Acidos acrílico y metacrílico). Comentados más abajo

2. Grupos epoxi (Ej:de monómeros tales como glicidil metacrilato). Usualmente son utilizados para mejorar la resistencia química, la dureza del film, la resistencia química y la resistencia a l calor y a la abrasión.

3. Derivados de acrilamida (Ej: N-Metilolacrilamida). Este tipo de monómeros es usualmente utilizados en proporciones de 1 a 7% y generan la incorporación de sitios de reticulación dentro de las partículas del látex. Puede sufrir reticulación vía puente hidrógeno a temperatura ambiente, como así también, pueden ser reticulados a temperatura más elevada (120 –150°C) con formación de enlaces covalentes entre distintos grupos N-Metilol presentes en la cadena.

4. Cloruros (Ej: Cloruro de vinilbencilo). Son monómeros con sitios electrofílicos que pueden ser reaccionados post-polimerización con nucleófilos tales como aminas, mercaptanos, etc.

5. Grupos isocianato (Ej: TMI). Estos grupos pueden ser reticulados postpolimerización , mediante grupos amino o hidroxilo , o bien reticular durante el proceso de formación del film.

6. Grupos amino (Ej: de monómeros funcionales como dietilaminoetilmetacrilato)

7. Grupos sulfonato (Ej:estireno sulfonato de sodio)

8. grupos hidroxilo (Ej: 2-hidroxietilmetacrilato)

Los monómeros que contienen carboxilos se introducen a menudo para actuar como sitio para las reacciones de reticulación de la post-polimerización, modificación reológica del polímero en dispersión o para realizar la estabilidad coloidal de las partículas de latex. Estos grupos tienden a mejorar la estabilidad mecánica, de cizallamiento y congelamiento - descongelamiento del latex, para mejorar la tolerancia para con los electrolitos, para mejorar la dureza de la película y la adherencia de una película de latex a un substrato.

Los grupos carboxilos son capaces de formar enlaces hidrógeno y enlaces covalentes y pueden ser reticulados iónicamente.

Los ácidos acrílico y metacrílico son los más usualmente utilizados, ambos son muy solubles en agua y presentan una gran tendencia a la autoreticulación.

En algunos casos se pueden introducir ácidos dicarboxílicos (por ej. , ácido itacónico, ácido fumárico) que no pueden ser homopolimerizados, lo cual nos permite aumentar grandemente la estabilidad coloidal y el número de sitios activos.

La forma como estos ácidos son cargados en el reactor, el pH y el tipo de ácido influirán en la ubicación de los grupos carboxilo dentro de las partículas resultantes.

Y esto a su vez, tendrá influencia sobre las propiedades del látex.

La acrilamida cumple esencialmente con las mismas exigencias que los monómeros carboxílicos, sin introducir una carga en el medio básico. La acrilamida es una neurotoxina, y debe evitarse la exposición a la misma.

Temperaturas de transición vítrea de homopolímeros I

Monómero             Transición vítrea temperatura [°C]            solubilidad en agua [g/100ml]

Vinil acetato             + 29             2.5

Vinil propionato             + 7             6.0

VeoVa 10             - 2             <0.1

Cloruro de vinilideno             + 80             0.11

Acrilonitrilo             + 100    

Etileno             (-125)    

Estireno             + 100             0.027

Metil Metacrilato             +105             1.3

2-Etil hexil Acrilato             -85             0.01

n-Butil Acrilato             -54             0.16

Ácido Acrilico (cristalino)             + 166             Miscible

Ácido metacrìlico             + 185             Miscible

Acril amida (cristalino)             + 153             204

Hidroxi Etil Metacrilato             + 55      

La influencia de la estructura del monómero en la temperatura de transición vítrea de los homopolímeros.

La temperatura de transición vítrea se define como la temperatura en la cual un material polimérico pierde sus características que lo hacen similares a la goma y pasa en cambio a un estado como de vidrio. A esta temperatura se pierden la flexibilidad rotacional de las ligaduras C-C en la cadena y la concomitante movilidad segmental independiente, tornándose rígido el material.

La posibilidad de conformaciones moleculares diferentes ya no se da con facilidad, quedando las moléculas de polímeros efectivamente congeladas en posición.

En la primera sección del cuadro siguiente se representa la influencia de la longitud de la cadena del compuesto de alcohol en un éster acrílico sobre la temperatura de transición vítrea.

La introducción de cadenas de alquilos más largas en el monómero evita que las cadenas de polímeros se agreguen y microcristalicen y por lo tanto, actúa como un ablandador interno en el homopolímero. Cuanto más larga la cadena alquílica, tanto más baja será la temperatura de transición vítrea.

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