Preparación de compuestos de policarbonato y alúmina nanoparticulada

Abstract

El presente proyecto final fue realizado en el departamento de tecnología de polímeros de la Universidad de Aalen, República Federal de Alemania, dentro del marco del proyecto alfa Plastinet durante el período comprendido entre los meses de febrero y agosto de 2006. En una etapa preeliminar y exploratoria se caracterizaron muestras de policarbonato con diferentes contenidos de nanoalúmina utilizando materiales prototipo provenientes de la Universidad de Karlsruhe, República Federal de Alemania. La preparación de las probetas se llevó a cabo a través de moldeo por inyección. A partir de los resultados encontrados, acerca de serios problemas de degradación del material y el detrimento de las propiedades mecánicas, se decidió la preparación de estos compuestos utilizando dos métodos de procesamiento de naturaleza diferente. En primer lugar se estudiaron las características básicas del procesamiento a través de mezcla en fundido, utilizando una extrusora de doble tornillo. En esta oportunidad fueron encontrados diferentes problemas tecnológicos relacionados con la absorción de humedad de la nanoalúmina, el sistema de llenado y el perfil de temperaturas a utilizar. Fueron realizadas también algunas pruebas con la utilización de un aditivo antioxidante el cual demostró ser útil en diferentes etapas del proceso. Paralelamente al estudio mediante mezcla en fundido, se comenzó la preparación de muestras a través del método de mezcla en solución. En este método el policarbonato y la alúmina son mezclados en un solvente donde el policarbonato resulta soluble; posteriormente el material compuesto es precipitado al colocar la mezcla en un segundo solvente donde el policarbonato pierde solubilidad. Se presentaron serios problemas de rendimiento, no obstante fue posible la obtención de muestras de diferentes características a través de un desarrollo paso a paso de las etapas durante este procesamiento. Finalmente, una muestra obtenida mediante cada método fue elegida para ser utilizada como material concentrado en la preparación de micro probetas de inyección de 1% en peso de contenido de alúmina a través de moldeo por micro inyección. Dichas muestras fueron ensayadas al igual que las preparadas en la primera etapa, a través de ensayos de tracción, impacto, viscosimetría en solución, calorimetría diferencial de barrido y análisis termogravimétrico. El análisis de los resultados obtenidos y su discusión permitieron extraer conclusiones que relacionan ciertas características en el procesamiento con las propiedades de las muestras finales. Por otra parte se logró avanzar en el procesamiento de estos nanocompuestos, alcanzando mejoras sobre las muestras ensayadas al comienzo del proyecto.