Obtención y caracterización de nanocompuestos de polipropileno con arcillas

Abstract

En este trabajo se prepararon nanocompuestos de polipropileno con arcilla. Los mismos se obtuvieron por mezclado intensivo, seguido de moldeo por compresión. En primer lugar se estudió la influencia del contenido de nanopartículas sobre las propiedades mecánicas (tracción e impacto). Durante la etapa de mezclado, se variaron: la velocidad de rotación de los tornillos y el tiempo de residencia en el mezclador intensivo. Se analizó también la compatibilidad de los materiales de partida. Para ello, se utilizaron diferentes materiales de partida. Por una parte se usó un polipropileno con anhídrido maleico injertado y por otra se utilizaron dos arcillas modificadas químicamente. A partir de este análisis, se estudió la fracción de refuerzo que condujo a las mejores propiedades del nanocompuesto necesarias para su aplicación. Se realizaron espectros de Rayos X (DRX) que permitieron determinar si las láminas de arcilla estaban dispersas dentro de la matriz y calcular el espaciado entre las láminas de arcilla dentro del nanocompuesto. A fin de determinar la dispersión y distribución de los nanorefuerzos, se observaron las superficies de fractura mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). Utilizando la técnica de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) se analizó el porcentaje de cristalinidad de los nanocompuestos obtenidos, a fin de determinar el efecto que la arcilla tuvo sobre la matriz (si hubo cambios al agregar los nanorefuerzos). Para estudiar la estabilidad térmica de los nanocompuestos obtenidos, se utilizó un analizador termogravimetrico (TGA). Finalmente, utilizando modelos micromecánicos conocidos, realizando las modificaciones apropiadas para los nanorefuerzos, se modelaron las propiedades mecánicas de estos materiales teniendo en cuenta las propiedades de los componentes puros, así como también la fracción volumétrica, la relación de aspecto y la orientación del refuerzo. Este modelado permitió confirmar el grado de dispersión de las arcillas dentro de la matriz.