Resumen

Se prepararon nanocompuestos de polipropileno y montmorillonita organofílica comercial Cloisite 20A con un contenido de 2,5%, 5%, 7,5% y 10% de arcilla con polipropileno-injerto-anhídrido maleico como agente de acoplamiento mediante la intercalación fundida por extrusora de doble husillo. Los materiales se caracterizaron por difracción de rayos X y propiedades de tracción e impacto según los métodos de ensayo ASTM D638 y D256, respectivamente. Los resultados de la difracción de rayos X mostraron estructuras exfoliadas o intercaladas para diferentes concentraciones de arcilla. El módulo de tracción mejoró con el aumento de la cantidad de arcilla, mientras que la resistencia al impacto mostró resultados insatisfactorios.

INTRODUCCIÓN

Los nanocomposites son una clase de materiales formados por híbridos de materiales orgánicos e inorgánicos, donde la fase inorgánica está dispersa a nivel nanométrico en una matriz polimérica. Esta clase de materiales comenzó a estudiarse en la década de 1980 con el desarrollo de nanocomposites de poliamida y arcilla[1-3]. La fase inorgánica más utilizada en la preparación de nanocomposites poliméricos es la arcilla montmorillonita de origen natural. Su relación de aspecto es muy elevada. Tiene una buena capacidad de deslaminación combinada con una alta resistencia a los disolventes y la estabilidad térmica necesaria para los procesos de polimerización y extrusión, factores que han llevado a su popularización como relleno probado para nanocomposites. 

Esta arcilla pertenece al grupo estructural de los filosilicatos 2:1 y, como se muestra en la Figura 1, se compone de capas estructurales formadas por dos láminas tetraédricas de sílice con una lámina octaédrica central de alúmina, que se mantienen unidas por átomos de oxígeno comunes a ambas láminas. Ambas láminas tienen un grosor de hasta 1 nanómetro y dimensiones laterales que pueden variar de 300 Å a varias micras. La montmorillonita en estado natural tiene un carácter hidrófilo y para una buena dispersión en matrices poliméricas, es necesario hacerla organofílica mediante un proceso de modificación de la superficie, en el que los cationes de sodio presentes en los huecos (también conocidos como galerías) entre las capas estructurales se sustituyen por cationes de sales de amonio cuaternario con largas cadenas que contienen más de 12 carbonos, que proporcionan expansión entre las galerías, facilitando así la incorporación de las cadenas poliméricas[4-6].

Tres tipos principales de estructura, que se muestran en la Figura 2, pueden obtenerse cuando una arcilla se dispersa en una matriz polimérica: estructura de fases separadas, cuando las cadenas poliméricas no intercalan las capas de arcilla, dando lugar a una estructura con propiedades similares a las de un compuesto convencional.

• Materias:Propiedades mecánicas Polipropileno Nanocompuestos
• Subjects:Mechanical properties Polypropylene Nanocomposites
• Palabras claves:Nanocompuestos; Montmorillonita; Polipropileno; Polipropileno-graft-maleico anhídrido
• Keywords:Nanocomposites; Montmorillonite; Polypropylene; Polypropylene-graft-maleic anhydride