Adhesion of Thermoplastic Polymers: Influence of Nanoparticles

Abstract

Thermoplastic polyurethanes (TPUs) are multi-phase segmented polymers that exhibit a two-phase microstructure (phase separation), which arises from the incompatibility between the soft and the hard segments. The hard rigid segment segregates into a glassy or semicrystalline domain, and the polyol soft segments form amorphous or rubbery matrices in which the hard segments are dispersed [1]. Fumed silicas (nanosilicas) are fillers commonly added to improve the thermal, rheological and mechanical properties of TPU´s [2–7]. This improvement in properties has been previously ascribed to the creation of hydrogen bonds between the hydroxyl groups on the nanosilica surface and the soft segments of the polyurethane, favoring the degree of phase separation [8–11]. Previous experimental evidence [12, 16-20] has corroborated the formation of hydrogen bonds between the nanosilica and the polyurethane.

Los poliuretanos termoplásticos (TPU) son polímeros segmentados de múltiples fases que exhiben una microestructura de dos fases (separación de fases), que surge de la incompatibilidad entre los segmentos blandos y duros. El segmento rígido duro se segrega en un dominio vítreo o semicristalino, y los segmentos blandos de poliol forman matrices amorfas o gomosas en las que se dispersan los segmentos duros [1]. Las sílices pirógenas (nanosílicas) son rellenos que se añaden comúnmente para mejorar las propiedades térmicas, reológicas y mecánicas de los TPU [2–7]. Esta mejora en las propiedades se ha atribuido previamente a la creación de enlaces de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de la superficie de la nanosílice y los segmentos blandos del poliuretano, favoreciendo el grado de separación de fases [8-11]. Evidencia experimental previa [12, 16-20] ha corroborado la formación de enlaces de hidrógeno entre la nanosílice y el poliuretano.