Nanocompuestos de PVC y Montmorillonita modificada orgánicamente: Efectos del procesado y de la metodología de incorporación de la arcilla

PVC/Organically Modified Montmorillonite Nanocomposites: Effects of Processing and Clay Incorporation Methodology

Se prepararon nanocompuestos de poli(cloruro de vinilo) (PVC) y una montmorillonita modificada orgánicamente (O-MMT) utilizando distintos métodos de producción para evaluar los posibles efectos sobre el grado de intercalación/exfoliación de la arcilla. La morfología de los nanocompuestos se estudió mediante difractometría de rayos X y microscopía electrónica de transmisión. También se evaluaron las propiedades de tracción y la estabilidad térmica estática. Se obtuvieron nanocompuestos híbridos intercalados/parcialmente exfoliados, independientemente de que el compuesto de PVC se procesara a partir de muestras en polvo (mezcla seca) o granuladas (extrusión), o de la metodología utilizada para la incorporación de O-MMT al compuesto de PVC (directamente en el mezclador intensivo o preexfoliado en una mezcla caliente de DIDP/ESO). Los plastificantes, presentes en el compuesto de PVC flexible, ejercieron un papel importante en el proceso de intercalación y exfoliación de la arcilla, ayudando a la formación de los nanocompuestos.

INTRODUCCIÓN

El PVC (policloruro de vinilo) es el segundo termoplástico más consumido globalmente. En 2008, la demanda mundial de resina de PVC superó los 36 millones de toneladas, mientras que la capacidad de producción estimada era de unos 43 millones de toneladas anuales. En Brasil, el consumo alcanzó aproximadamente 970 mil toneladas, representando el 2,7% de la demanda global. A pesar de esta cifra, el consumo per cápita en Brasil, de alrededor de 5 kg/año, es bajo en comparación con otros países.

El PVC es conocido por su versatilidad. A través de la incorporación de aditivos, sus propiedades pueden variar ampliamente, desde rígido hasta extremadamente flexible. Esto permite que el PVC se utilice en diversas aplicaciones, como tuberías rígidas, perfiles de construcción, juguetes y laminados flexibles para envasar sangre y plasma. La versatilidad del PVC también se debe a su adaptabilidad a varios procesos de moldeo, incluyendo inyección, extrusión, calandrado y aplanado.

Los nanocompuestos poliméricos son una clase emergente de compuestos que contienen pequeñas cantidades de nanopartículas de refuerzo (generalmente menos del 5% en masa), con al menos una dimensión en el rango nanométrico, típicamente entre 1 y 100 nm.