Propiedades térmicas del polipropileno y la bentonita organofílica

Thermal Properties of Polypropylene and Organophilic Bentonite

Se utilizó una arcilla bentonítica policationica brasileña para producir una arcilla organofílica con la sal de amonio cuaternario, cloruro de cetiltrimetilamonio. La arcilla tratada con la sal (BENT-org) y la arcilla sin tratar (BENT) se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja (FTIR) y difracción de rayos X (DRX). A continuación, cada arcilla se mezcló con polipropileno (PP) por intercalación fundida en un extrusor de doble husillo contrarrotatorio. Los compuestos se caracterizaron por DRX, calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). Los resultados de FTIR y XRD mostraron la presencia de grupos específicos de la sal de amonio y su intercalación entre las capas de arcilla. Los análisis XRD de los compuestos con 3 y 5 wt. (%) de BENT-org revelaron picos desplazados hacia ángulos más pequeños, lo que sugiere la intercalación del polímero de cadena en las capas de arcilla. Los resultados del DSC indicaron que la arcilla puede haber actuado como agente nucleante, como se desprende del aumento de la Tcc (temperatura de cristalización en el enfriamiento) de los compuestos. En consonancia con los resultados de TG, la incorporación de arcilla en el PP mejoró la estabilidad térmica del polímero en los compuestos con 5 wt. (%) de BENT y 3 y 5 wt. (%) de BENT-org.

INTRODUCCIÓN

Los composites han surgido como una alternativa para mejorar propiedades específicas de los polímeros existentes o para modificarlos mediante la adición de otros materiales. Son una clase de materiales que pueden ser poliméricos o no poliméricos. En estos materiales, uno de los componentes, discontinuo, proporciona la principal resistencia (componente estructural o refuerzo) y el otro, continuo, es el medio de transferir este esfuerzo (componente continuo o matriz) .

La incorporación de cargas inorgánicas a los polímeros ofrece las ventajas de los materiales orgánicos, como baja densidad, flexibilidad y facilidad de moldeo, y las de los materiales inorgánicos, como alta resistencia química y mecánica, y estabilidad térmica. Los rellenos de tamaño nanométrico (1-500 nm) tienen una elevada superficie, lo que favorece una mejor dispersión en la matriz polimérica y, por tanto, una mejora de sus propiedades físicas, las cuales dependen de la homogeneidad de la mezcla final. La preparación de composites de matriz polimérica con rellenos nanométricos permite, en muchos casos, obtener un material de bajo coste debido al uso de menos relleno y un alto nivel de rendimiento, que puede resultar de la sinergia entre los componentes  .

En la naturaleza existe una gran variedad de materiales laminares, como arcillas (aluminosilicatos), haluros, hidróxidos metálicos bivalentes y fosfatos metálicos tetravalentes, que se utilizan como cargas en materiales compuestos. Los cristales de estos materiales se forman por la superposición de láminas, que están débilmente unidas por enlaces de tipo Van der Waals y enlaces de hidrógeno.