Desarrollo de Nanocompuestos de Polipropileno y Arcilla Bentonítica Brasileña: I Tratamiento de la Arcilla e Influencia de los Compatibilizantes en las Propiedades Mecánicas

Development of Polypropylene/Brazilian Bentonite Clay Nanocomposites: I Treatment of Clay and the Influence of the Compatibilizers on the Mechanical Properties

En este trabajo, se prepararon nanocompuestos de polipropileno/bentonita y polipropileno/compatibilizante/bentonita por el método de intercalación en fundido, utilizando una extrusora de doble tornillo de intermeshing contrarrotante acoplada a un Reómetro Haake System 90. Inicialmente, la arcilla bentonita natural, procedente de Boa Vista - PB, se sometió a un proceso de purificación y, a continuación, se trató con carbonato sódico. Posteriormente, fue tratada con sal cuaternaria de amonio para obtener una organoarcilla. Las arcillas fueron caracterizadas, según granulometría, por difracción láser, análisis químico, espectroscopia infrarroja - FTIR, y difracción de rayos X - DRX. Los resultados granulométricos y del análisis químico mostraron que el proceso de purificación fue eficaz para eliminar las fracciones gruesas y eliminar algunos minerales accesorios. Los resultados FTIR y XRD mostraron que la sal cuaternaria de amonio se incorporó a la arcilla, confirmando la organofilización. En la etapa posterior de este trabajo, la organoarcilla de bentonita se incorporó tanto al polipropileno (PP) como al PP/compatibilizador (PPgAA y PPgMA son polipropilenos que injertan ácido acrílico y anhídrido maleico, respectivamente). La formación de nanocompuestos, así como las propiedades de las mezclas PP/ORG (ORG - organoarcilla) y PP/compatibilizador/ORG se analizaron mediante DRX, MET y propiedades mecánicas. Los resultados de DRX y MET mostraron que en los sistemas PP/compatibilizante/ORG se había producido la formación de nanocompuestos intercalados/floculados. Los resultados de las propiedades mecánicas mostraron que algunas propiedades mecánicas (elongación final y tenacidad) han mejorado considerablemente.

INTRODUCCIÓN

El campo de aplicación de los polímeros se ha ampliado enormemente en los últimos años, ocupando espacios que antes pertenecían a otros materiales como la cerámica y los metales. Estas nuevas aplicaciones requieren necesariamente nuevas propiedades de las que a menudo carece el polímero puro. Una forma de modificar las propiedades de los polímeros es mediante la incorporación de cargas (como talco, carbonato cálcico, caolín, fibras de vidrio, etc.), en cuyo caso el material se denomina compuesto polimérico. Recientemente se ha desarrollado una nueva clase de materiales compuestos: los nanocompuestos poliméricos[1]. Los nanocomposites son materiales en los que la fase dispersa tiene al menos una dimensión del orden del nanómetro[2].