Caracterización Térmica y Dinámica Mecánica de Compuestos de TPU/Mica Preparados con Reómetro de Torque

Thermal and Dynamic Mechanical Characterization of TPU/Mica Composites Prepared by Torque Rheometer

Este trabajo tiene como objetivo incorporar mica a la matriz de un elastómero de poliuretano termoplástico (TPU) del tipo poliéter, para el desarrollo de nuevos materiales en los que se puedan combinar las propiedades inherentes de la mica a las del TPU. Este elastómero termoplástico tiene un coste elevado, a diferencia de la mica, que es barata y abundante en Brasil. Los diferentes compuestos, con los contenidos de mica variando de 0-20 phr (por cien de resina) fueron preparados en un mezclador interno, acoplado a un reómetro de torsión Haake. Se analizaron las propiedades térmicas de estos compuestos mediante análisis termogravimétrico (TGA) y análisis mecánico dinámico (DMA). La incorporación de mica provocó cambios en la estabilidad térmica del TPU en diferentes atmósferas y en sus propiedades mecánicas dinámicas. La adición de mica desplazó el inicio de la degradación a temperaturas más bajas en las dos atmósferas (inerte y oxidante), mientras que la temperatura de transición vítrea disminuyó ligeramente con el aumento del contenido de mica. Los resultados se derivan principalmente de las interacciones entre la mica y los segmentos duros del TPU durante el procesamiento en el mezclador interno.

INTRODUCCIÓN

Los poliuretanos son materiales multicomponentes compuestos por un diisocianato orgánico, un poliol y extensores de cadena[1,2]. Debido a la amplia variedad de diolos y diisocianatos disponibles en el mercado, existen innumerables composiciones de poliuretano[3]. Generalmente, la cadena de este tipo de polímero consta de segmentos "flexibles" y "rígidos", que dan lugar a una segregación microscópica causada por la incompatibilidad entre los segmentos. Esta morfología tiene influencia en las propiedades térmicas y mecánicas de los poliuretanos[4].

La incorporación de cargas puede aumentar la estabilidad del TPU dependiendo del tamaño, naturaleza, cantidad y dispersión de la carga inorgánica, así como del grado de interacción entre la carga y la matriz de TPU[5]. La mica muscovita pertenece a una amplia clase de minerales del grupo de los filosilicatos alumino-silicatos. Es económica y ampliamente disponible en Brasil[6,7]. La mica se considera un relleno semirreforzante para polímeros orgánicos según D. Gan et al.[8], ya que los sólidos minerales como la mica tienen alta energía superficial debido a la presencia de grupos hidroxilo, y los polímeros polares como el poliuretano son capaces de formar enlaces de hidrógeno con los hidroxilos en la superficie de la carga. Este trabajo estudió la influencia de la adición de mica en el análisis térmico de TPU de poliéter.