Nanocompuestos de Poliamida 6/Organoclay: Efecto del peso molecular de la matriz sobre la estructura y las propiedades mecánicas y termomecánicas

Polyamide 6/Organoclay Nanocomposites: Effect of Matrix Molecular Weight on Structure and Mechanical and Thermal-Mechanical Properties

Se prepararon nanocompuestos de poliamida 6/arcilla orgánica mediante la técnica de intercalación en fusión. La arcilla se trató con una sal de amonio cuaternario (Genamin) para obtener la organoarcilla (OMMT), caracterizándose por fluorescencia de rayos X (XRF) y difracción de rayos X (XRD). Los resultados confirmaron la incorporación de la sal en la estructura de la arcilla, es decir, la organofilización. Los nanocompuestos se obtuvieron con un extrusor de doble tornillo contrarrotatorio con un 3 % en peso de arcilla y se caracterizaron mediante DRX, microscopía electrónica de transmisión (MET), ensayos de tracción, análisis térmico dinámico-mecánico (ATDM) y temperatura de deflexión térmica (TDC). Los resultados de XRD y TEM mostraron estructuras exfoliadas y/o parcialmente exfoliadas. Las propiedades a la tracción eran superiores a las de la poliamida 6 pura.Los análisis con DMTA y HDT también mostraron que la incorporación de la organoarcilla a la matriz polimérica aumentaba la rigidez (módulo de almacenamiento) del sistema, confirmando el efecto de refuerzo de la arcilla sobre el polímero.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de los primeros nanocompuestos de polímero/arcilla comenzó a notificarse en la década de 1960, cuando Blumstein, citado por Leite, demostró la intercalación de moléculas de polímero entre las láminas de montmorillonita mediante la técnica de polimerización de monómeros de vinilo. Desde entonces, se han desarrollado otros métodos para preparar nanocompuestos polímero/arcilla. En la actualidad se presta mucha atención a los nanocompuestos poliméricos, especialmente a los desarrollados con silicatos estratificados, debido a la gran necesidad de materiales de ingeniería modernos y al hecho de que los polímeros puros no tienen las propiedades requeridas para determinadas aplicaciones.

Los nanocompuestos polímero/silicato son materiales en los que partículas de tamaño nanométrico se dispersan en una matriz polimérica. Al igual que los llamados compuestos poliméricos, los nanocompuestos utilizan cargas para reforzar las propiedades de los polímeros. Sin embargo, las propiedades obtenidas para los nanocomposites son únicas, ya que utilizan bajos contenidos de silicato (1-5% en peso) y tienen teóricamente buenas propiedades en comparación con los materiales compuestos, tales como: mejores propiedades mecánicas, térmicas, de inflamabilidad y químicas, menor permeabilidad a los gases y mayor estabilidad dimensional.