The Effect of Acetone Addition on the Properties of Epoxy

Efecto de la adición de acetona en las propiedades del epoxi

En este trabajo, se empleó una cantidad variada de acetona para disolver una resina epoxi y luego se siguió una ruta para eliminar la acetona, simulando un método frecuentemente utilizado para dispersar nanorrellenos en matrices termoestables. A continuación se realizaron análisis para estudiar la influencia de la acetona residual en el proceso de curado y en las propiedades del epoxi. Los resultados mostraron un efecto perjudicial sobre las propiedades mecánicas del epoxi curado debido a la presencia de acetona residual y también una fractura menos frágil de la probeta. Para caracterizar las resinas curadas se utilizaron además espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y análisis termogravimétricos, que también indicaron la presencia de una pequeña cantidad de acetona. No obstante, las mediciones reológicas indicaron que la adición de 10,0 % en peso de acetona en la resina provoca una disminución significativa de la viscosidad (en torno al 50 %), lo que puede favorecer una mejor dispersión de los nanorrellenos.

INTRODUCCIÓN

La adición de disolventes a las resinas termoestables es una posible estrategia para reducir la viscosidad de la resina, lo que permite una mejor distribución de las cargas, incluidos, más recientemente, los nanotubos de carbono (CNT)[1-3]. Aunque el uso de un disolvente es beneficioso para la dispersión de cargas, origina dificultades relacionadas con la eliminación del disolvente y el efecto del disolvente residual en las características de la resina. Por lo tanto, hay que determinar y utilizar la cantidad óptima, es decir, mínima, de disolvente, ya que incluso una pequeña cantidad de disolvente que quede en la matriz puede ser responsable de dificultar el proceso de reticulación, siendo perjudicial para las propiedades mecánicas de la resina. Lau et al.[4] estudiaron cómo las trazas de disolvente pueden alterar el proceso de reticulación del epoxi. Los autores demostraron que el punto de ebullición de los disolventes puede utilizarse como un intento de establecer una tendencia respecto al efecto sobre las propiedades térmicas y mecánicas del epoxi. 

La influencia del disolvente se atribuyó en última instancia a la diferente cantidad de grupos epóxido sin reaccionar y al grado de reacción de curado. Hong y Wu[5] estudiaron la influencia de diferentes disolventes en el proceso de curado de epoxi y diciandiamida. Según estos autores, los análisis de calorimetría diferencial de barrido (DSC) revelaron que la presencia de disolvente en la resina epoxi afecta la velocidad de reacción inicial, el orden de reacción y la temperatura de transición vítrea. También se observaron los cambios más significativos para los disolventes con mayor temperatura de ebullición. No obstante, es importante tener en cuenta que el disolvente es muy importante para preparar nanocomposites utilizando CNT como cargas en matrices epoxi[4,6,7]. Este paso es necesario debido a la alta viscosidad del epoxi puro, que dificulta la dispersión de estos materiales finamente divididos. En este contexto, el objetivo de este trabajo es estudiar el efecto del disolvente acetona en el proceso de curado, así como en las propiedades de las matrices de epoxi.