Desarrollo de Nanocompuestos de Poliamida6/Polietileno/Organoclay: Efecto del Compatibilizador PE-g-MA en el Comportamiento Reológico de la Mezcla

Development of Polyamide6/Polyethylene/Organoclay Nanocomposites: The Effect of the PE-g-MA Compatibilizer on the Rheological Behavior of Mixture

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del compatibilizante PE-g-MA (5 y 10 % en peso) sobre el comportamiento reológico de nanocompuestos de poliamida6/polietileno/arcilla orgánica. La organoarcilla se trató con una sal de amonio cuaternario (Cetremide). En general, se observó que la presencia de compatibilizador aumentaba el par de torsión de la mezcla PA6/PE y que la presencia de organoarcilla (2 % en peso) no parecía afectar al comportamiento del par de torsión de la mezcla sin compatibilizador. Por otro lado, para el nanocompuesto con 10 % en peso de compatibilizador y con la arcilla orgánica, se observó un aumento significativo del par en comparación con otras mezclas, lo que apunta a una fuerte interacción entre la caly y las matrices poliméricas, es decir, una mayor viscosidad del sistema, probablemente debido a la presencia del compatibilizador. Los resultados de la difracción de rayos X mostraron que los sistemas presentaban una estructura intercalada y/o exfoliada.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la nanotecnología en las últimas décadas ha suscitado un gran interés en el ámbito de los nanocomposites debido a las propiedades especiales de estos materiales: no sólo permiten obtener propiedades equivalentes a las de los compuestos tradicionales, sino también porque presentan propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas únicas. Los nanocompuestos poliméricos son materiales híbridos en los que se dispersan sustancias inorgánicas de tamaño nanométrico en una matriz polimérica. Uno de los sistemas más prometedores es el híbrido basado en polímeros orgánicos y minerales inorgánicos de arcilla formados por silicatos estratificados. Los nanocompuestos de polímero/silicato en capas son similares a los compuestos poliméricos convencionales en que utilizan cargas para mejorar propiedades no disponibles en los polímeros sin carga. 

Sin embargo, los nanocomposites presentan propiedades muy interesantes en comparación con los polímeros, ya que tienen altas propiedades mecánicas, térmicas, de barrera, retardante de llama y estabilidad dimensional a bajos niveles de carga, típicamente 1-5% en masa. Para que esto ocurra, es necesario que la arcilla (silicato estratificado) esté uniformemente dispersa en el polímero y que exista una interacción interfacial entre la matriz polimérica y el silicato. Por lo tanto, el tratamiento superficial de la arcilla con sales orgánicas es esencial para que se convierta en organofílica, es decir, compatible con los polímeros orgánicos y, de este modo, el híbrido obtenido tiene mejores prestaciones y un bajo coste. Además, la elevada relación de aspecto (relación longitud de capa/diámetro) de las arcillas favorece esta fuerte interacción con el polímero.