Caracterización de la heterogeneidad estructural en polipropileno polimórfico mediante espectroscopia vibracional: microscopia IR y Raman

Abstract

Una serie de muestras polimórficas de polipropileno isotáctico, obtenidos por nucleación selectiva, fueron estudiadas mediante espectroscopia vibracional. Se observó una correlación entre los espectros obtenidos y el parámetro de Turner-Jones, característico de la fracción del polimorfo β. Se evaluaron aspectos de la heterogeneidad estructural utilizando técnicas de mapeo con microscopia IR, microscopia Raman confocal, microscopia IR con radiación sincrotrón y microscopia IR de imagen. Palabras clave: polipropileno, polimorfismo, heterogeneidad, microscopia vibracional, IR, RamanCaracterization of structural heterogeneity in polymorphic polypropylene by vibrational spectroscopy: IR and Raman microscopy A series of polymorphic samples of isotactic polypropylene, obtained via selective nucleation, were studied by vibrational spectroscopy. A correlation was observed between the spectra obtained and the Turner-Jones parameter, characteristic of the fraction of the β polymorph. Aspects of the structural heterogeneity in the samples were evaluated using mapping techniques with IR micrsocopy, confocal Raman microscopy, synchrotron IR microscopy and IR imaging microscopy. Keywords: polypropylene, polymorphism, heterogeneity, vibrational microscopy, IR, Raman INTRODUCCIÓNEn la actualidad existe un gran interés en el diseño de materiales poliméricos basados en polipropileno isotáctico, iPP, particularmente dirigido hacía su comportamiento de cristalización y los fenómenos de nucleación, así como su correlación con propiedades mecánicas, ópticas y superficiales de gran importancia tecnológica. Es conocido que el iPP cristaliza en cuatro polimorfos diferentes, siendo la modificación monoclínica (α) la predominante, la cual se genera en las condiciones convencionales de proceso. Sin embargo, la aparición conjunta con la modificación trigonal (β) es frecuente, provocando cambios importantes en las propiedades físicas del material [1]. Se han descrito diferentes estrategias para alcanzar altas concentraciones de la forma β en el iPP. Recientemente se han desarrollado agentes nucleantes específicos inductores de este polimorfo con el fin de diseñar tanto las propiedades ópticas como mecánicas del polímero. En este sentido, la caracterización de iPP polimórfico es fundamental, lo que habitualmente se realiza mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), microscopia óptica de luz polarizada (POM), y difracción de rayos-X (WAXD). Esta última técnica es fundamental para la determinación del contenido β en iPP, y para este fin, desde hace más de 40 años se emplea el parámetro k desarrollado por Turner-Jones [2]. Recientemente el estudio por espectroscopia vibracional de muestras de iPP con altos contenidos en la modificación trigonal ha permitido diferenciar entre los polimorfos α y β utilizando la microscopia IR [3]. Con el fin de comprobar el potencial de la espectroscopia vibracional para el estudio de iPP polimórfico, se han examinado una serie de muestras polimórficas de iPP, utilizando técnicas de microscopia vibracional...

Polymorphism in a metallocenic isotactic polypropylene as revealed by means of FTIR spectroscopy: Influence of the processing conditions

“…Moreover, the ratio of the intensities of some of these regularity bands has been related to the degree of crystallinity26 or to the isotacticity 27. Other authors have related intensity ratios of some of these bands to the β phase content using IR microscopic techniques 28–30. The above results seem to indicate that the morphology of the different iPPs can be characterized by using FTIR spectroscopy.…”