Resumen

Se investigaron las propiedades viscoelásticas, mecánicas y morfológicas de nanocompuestos de polipropileno y grafito exfoliado con diferentes contenidos de nanorrelleno. Según los resultados de microscopía electrónica de transmisión, las partículas de nanorrelleno se dispersaron homogéneamente en la matriz. Las propiedades reológicas indicaron que la incorporación de grafito mejoraba la rigidez de la matriz y tenía un efecto de refuerzo. El grafito exfoliado tenía una interacción débil con el polipropileno. El comportamiento de los nanocompuestos fue similar al del polipropileno en cuanto al desprendimiento interfacial inferido a partir de las imágenes de microscopía electrónica de transmisión y de sus módulos G (almacenamiento) y G (pérdida), y viscosidad. Las propiedades mecánicas de los nanocompuestos, comparadas con las de la matriz, mejoraron significativamente para los módulos de flexión y almacenamiento, con escasa pérdida de resistencia al impacto.

INTRODUCCIÓN

El grafeno ha atraído una gran cantidad de atención debido a sus propiedades excepcionales, como su alto módulo de tracción y conductividad eléctrica. El grafeno muestra un gran potencial en nanocompuestos para una amplia gama de aplicaciones. Puede utilizarse para mejorar las propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas de los materiales, así como para aumentar sus características de barrera de gases y estabilidad térmica.

El grafito natural es la fuente más accesible para obtener grandes cantidades de grafeno. En el grafito, las capas de grafeno se mantienen apiladas por fuerzas de van der Waals. Numerosos estudios han abordado los desafíos de separar las capas de grafeno mediante varios métodos, como la oxidación-reducción, la exfoliación mecánica y la exfoliación térmica por oxidación. Los enfoques más comunes, los métodos de Hummers y Staudenmaier, se basan en tratar el grafito con oxidantes fuertes seguido de una expansión térmica. Estos enfoques producen grafeno en forma de monocapas y pilas con pocas capas. Los grupos polares estructurales del proceso de oxidación permanecen en el grafeno. Estos grupos aumentan la polaridad del grafeno y dificultan la dispersión del nanocompuesto en matrices apolares como los poliolefinas.

Los estudios de reología se utilizan para predecir el comportamiento de los nanocompuestos durante los procesos de mezclado en estado fundido. El comportamiento viscoelástico de los nanocompuestos contribuye a la comprensión de su microestructura interna, como sus morfologías e interacciones nanofiller/matriz.

En este artículo, se analizaron las propiedades reológicas de los nanocompuestos de grafito exfoliado con diferentes contenidos de nanofiller. Las observaciones del comportamiento viscoelástico y mecánico se relacionaron con la morfología del nanocompuesto para evaluar las interacciones grafito/polipropileno. 

• Materias:Propiedades mecánicas Polipropileno Nanocompuestos Morfología
• Subjects:Mechanical properties Polypropylene Nanocomposites Morphology
• Palabras claves:Grafito exfoliado; Propiedades mecánicas; Nanocompuesto; Propiedades viscoelásticas
• Keywords:Exfoliated graphite; Mechanical properties; Nanocomposite; Viscoelastic properties