Influencia de los parámetros de procesado en la dinámica molecular de nanocompuestos de arcilla y policarbonato intercalados por fusión

On the Influence of Processing Parameters on the Molecular Dynamics of Melt Intercalated Polycarbonate‑clay Nanocomposites

Se obtuvieron nanocompuestos de arcilla organofílica y policarbonato mediante el método de intercalación en fusión en la cámara de mezcla de un reómetro de torsión, bajo distintos valores de cizalla y temperatura. La influencia de dichos parámetros de procesado en la dispersión de la arcilla en la matriz polimérica se sondeó mediante resonancia magnética nuclear (RMN) de bajo campo, utilizando la técnica de medición T1H y mediante dispersión de rayos X de ángulo ancho (WAXS). Las diferencias en los tiempos de relajación longitudinal y en los patrones de reflexión de rayos X se correlacionaron con la formación de dominios de relajación con una movilidad molecular particular, ya que se encontraron morfologías intercaladas progresivamente mayores en los nanocompuestos debido al aumento de la tensión de cizallamiento y de la temperatura. La RMN de 1H ha demostrado que tanto el cizallamiento como la temperatura han desempeñado un papel fundamental en la movilidad de las cadenas poliméricas, lo que explica el aumento de la homogeneidad de los dominios tras el incremento de dichos parámetros de procesado.

INTRODUCCIÓN

Los nanocompuestos poliméricos han ido ganando cada vez más atención en la investigación en las últimas décadas debido a sus mejoras en propiedades mecánicas, térmicas y de barrera en comparación con los polímeros tradicionales  . Los nanomateriales híbridos, formados por una matriz polimérica y un relleno generalmente mineral que tiene al menos una dimensión a escala nanométrica (10^-9 m), se obtienen tradicionalmente a través de cuatro métodos principales: sol-gel, polimerización in situ, intercalación por disolución (colada en disolución) e intercalación fundida    .

Entre estos métodos, la intercalación fundida destaca por ser el más rápido y eficiente, además de no utilizar disolventes potencialmente nocivos para el medio ambiente y la salud humana. Este método permite que los nanocompuestos obtenidos puedan moldearse directamente en formas específicas para aplicaciones finales, sin necesidad de procesamiento adicional .

Entre los diversos tipos de nanocompuestos que existen, los formados por polímeros y silicatos laminares destacan por sus excelentes propiedades mecánicas, buena resistencia al calor y a la oxidación, transparencia óptica y biodegradabilidad. Además, presentan una baja permeabilidad a los gases, lo que los hace ideales para aplicaciones en empaques y otros usos donde se requiere una barrera eficaz      .