SBS epoxidado como compatibilizante para la obtención de nanocompuestos de SBS/arcilla cloisita 10A

Epoxidized SBS as Compatibilizer for Obtaining SBS/Clay Cloisite 10A Nanocomposites

Los rellenos a nanoescala se han utilizado para desarrollar nuevos materiales poliméricos con mejores prestaciones mecánicas. En este estudio, se obtuvo una mezcla de caucho termoplástico, poli (estireno-butadieno-b-estireno) (SBS), y montmorillonita (Cloisite 10A) mediante la intercalación en fusión. Se añadió una suspensión de Cloisita 10A en ciclohexano al SBS en solución. Para aumentar la compatibilidad entre la arcilla y el caucho termoplástico se utilizó un caucho epoxidado como agente de acoplamiento. La proporción de arcilla y compatibilizador se modificó de 0,6 a 3,0 para sondear la influencia de esta proporción en las propiedades mecánicas de los nanocompuestos. 

Las propiedades morfológicas y mecánicas se evaluaron mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de transmisión, ensayos de tracción, análisis mecánico dinámico (DMA) y evaluación de la torsión final de la mezcla. La combinación de arcilla /compatibilizador favoreció la formación de estructuras alargadas, lo que condujo a un aumento del módulo y la resistencia con una pequeña reducción del alargamiento.

INTRODUCCIÓN

Una de las ventajas de utilizar nanocomposites frente a los composites convencionales es la ganancia en propiedades con un pequeño aumento de la carga. Los nanocomposites pueden producirse básicamente de tres maneras: polimerización in situ, en solución y en estado fundido o melt blending. Las ventajas de formar nanocomposites por intercalación en estado fundido es que no se utilizan disolventes orgánicos y el menor coste que conlleva debido a su compatibilidad con el procesado de termoplásticos.

Inicialmente, las principales investigaciones sobre nanocomposites se dedicaban principalmente a los termoplásticos y resinas termoestables. Sin embargo, los elastómeros tienen un prometedor abanico de aplicaciones.

Hay algunas investigaciones en este campo sobre nanocompuestos de látex, SBR, caucho natural, caucho termoplástico del tipo SBS, nanocomposites híbridos y mezclas de nanocompuestos de caucho con PP. En general, la adición de arcilla a la matriz favorece el aumento de las propiedades mecánicas. Liao y colaboradores formaron un nanocompuesto de SBS dispersando 2,5 phr de arcilla en SBS utilizando tolueno, seguido de precipitación en etanol donde el nanocompuesto mostró una estructura intercalada con una ganancia del 48% en módulo de almacenamiento y elongación. Algunos autores han utilizado diferentes compatibilizadores según la matriz polimérica para aumentar la interacción matriz/carga. Entre los principales compatibilizadores se encuentran anhídrido maleico grafitizado (MA) en diferentes polímeros.