Morphology, Structure and Mechanical Properties of PolypropyleneModified with Organophilic montmorillonite

Morfología, estructura y propiedades mecánicas del polipropileno modificado con montmorillonita organofílica

El objetivo de este trabajo es estudiar las propiedades de sistemas basados en polipropileno (PP) y montmorillonita organófila comercial, preparados por intercalación en fusión. Debido al carácter no polar del PP, se utilizó como compatibilizante el anhídrido polipropileno-injerto-maleico (PP-g-MA). Los materiales que contenían 2,5, 5, 7,5 y 10% de arcilla y PP, y dos composiciones adicionales que contenían sólo PP y 15 y 30% de PP-g-MA se procesaron utilizando una extrusora de doble husillo. El nivel de dispersión de la arcilla se caracterizó por difracción de rayos X, mostrando estructuras exfoliadas/intercaladas para diferentes concentraciones de arcilla. El comportamiento de cristalización se estudió mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y microscopía óptica polarizante (POM) con platina caliente. También se estudiaron las propiedades de tracción, que presentaron una mejora moderada con el aumento de la concentración de arcilla.

INTRODUCCIÓN

La nanotecnología aplicada a los polímeros ha acaparado una atención considerable tanto en investigación como en desarrollo. Inicialmente, los conceptos explorados no se denominaron explícitamente "nanotecnología" hasta tiempos recientes, como señalan Paul y Robenson[1]. Un área de estudio importante dentro de este campo son los nanocompuestos basados en la intercalación de cadenas poliméricas en arcillas modificadas orgánicamente, que se han investigado ampliamente[2-9]. La formación y las propiedades de estos nanocomposites dependen de varios factores, como el tipo de tensioactivo intercalado en las capas de arcilla, la polaridad del tensioactivo, la naturaleza de la matriz polimérica (olefínica/no olefínica) y las condiciones de procesamiento implicadas[10].

Los nanocompuestos suelen presentar mejores propiedades mecánicas y térmicas, mayor resistencia a la llama y menor permeabilidad a gases y vapores, incluso con concentraciones de relleno más bajas que los polímeros puros y los compuestos tradicionales[11,12]. Estas propiedades mejoradas pueden atribuirse a las características nanométricas y a la superficie significativamente alta de la arcilla dispersa dentro de la matriz del composite[12]. A pesar de los avances, quedan varias cuestiones por resolver, como el impacto de la arcilla en la cristalinidad del polímero y sus implicaciones más amplias en las propiedades de los materiales compuestos[12].

El polipropileno (PP) destaca por ser un polímero versátil ampliamente utilizado en aplicaciones que van desde los envases hasta las piezas técnicas de automoción. La incorporación de arcilla dispersa y organofílica como refuerzo en nanocomposites de PP ha ganado popularidad tanto en círculos académicos como industriales.