Efecto del nivel de carga y de la purificación de la arcilla sobre la estructura y la permeabilidad al vapor de agua de los nanocompuestos de LLDPE/Bentonita

Effect of Loading Level and Clay Purification on the Structure and Water Vapor Permeability of LLDPE/Bentonite Nanocomposites

Este trabajo se ocupa de la preparación, caracterización y medición de la permeabilidad al vapor de agua de películas de nanocompuestos de LLDPE/ bentonita, que contienen 1% y 2% de arcilla natural, purificada y organofilizada. Se utilizaron técnicas FTIR y XRD para caracterizar la arcilla y los compuestos. Los resultados apuntaron a un procedimiento eficaz de purificación de la arcilla (eliminación de la materia orgánica). En todos los casos se obtuvieron nanocompuestos mayoritariamente intercalados. La adición de arcilla aumentó significativamente la permeabilidad de las películas al vapor de agua. Sin embargo, se observó que la purificación y/o la organofilización de la arcilla, así como el nivel de carga, tenían poco efecto sobre la permeabilidad.

INTRODUCCIÓN

La ingeniería de materiales busca mejorar las propiedades de los materiales mediante la incorporación y dispersión de cargas inorgánicas en matrices poliméricas. Esta estrategia permite desarrollar materiales compuestos, también conocidos como sistemas híbridos, que exhiben propiedades superiores a las de sus componentes individuales. Recientemente, se ha avanzado significativamente en el uso de cargas minerales dispersas a escala nanométrica en polímeros, dando lugar a los nanocompuestos.

Los nanocompuestos tienen la capacidad de alcanzar propiedades similares a las de los composites convencionales con niveles de carga significativamente más bajos. Por ejemplo, nanocompuestos con un contenido de carga del 1 al 5 por ciento pueden equipararse en propiedades a composites convencionales o microcomposites con cargas del 20 al 40 por ciento a escala micrométrica. Esto representa ventajas tanto en términos de procesamiento, como una menor viscosidad y desgaste de equipos, así como en la fabricación de productos más ligeros y translúcidos, lo cual es crucial en aplicaciones como el envasado de alimentos y la industria del transporte.

Entre las cargas inorgánicas más utilizadas para preparar nanocompuestos poliméricos se encuentran los silicatos estratificados, con la arcilla montmorillonita como un ejemplo prominente. Las bentonitas, que son arcillas compuestas principalmente por montmorillonita, son ampliamente empleadas en la industria. En el estado de Paraíba, Brasil, específicamente en la región de Boa Vista, nueve empresas mineras operan, incluida la principal productora nacional, Bentonit União Nordeste (BUN).