Influencia de la modificación con nanoarcillas en las propiedades mecánicas, termomecánicas y morfológicas de nanocompuestos basados en mezclas de poliamida 6/acrilonitrilo-EPDM-estireno

Influence of nanoclay modification on the mechanical, thermo-mechanical and morphological properties of polyamide 6/Acrylonitrile-EPDM-Styrene blend-based nanocomposites

Se estudió el efecto de la organofilización de arcillas sobre el comportamiento mecánico, morfológico y termomecánico de mezclas de poliamida-6/acrilonitrilo-EPDM (elastómero de etileno/propileno/dieno)-estireno. Para la preparación de los nanocompuestos se utilizaron tres nanoarcillas: dos montmorillonitas comerciales modificadas orgánicamente (Cloisite30B y Cloisite 20A) y una montmorillonita sódica no modificada (CloisiteNa⁺). Para evaluar el efecto de la modificación de las arcillas sobre la morfología y las propiedades mecánicas de los nanocompuestos se utilizaron la dispersión de rayos X de ángulo ancho, la microscopía electrónica de transmisión y ensayos mecánicos. Las propiedades termomecánicas se caracterizaron mediante análisis mecánico dinámico y temperatura de distorsión térmica (HDT). 

Los resultados muestran que la modificación de la arcilla afectó simultáneamente al grado de refuerzo de la matriz PA6, a la dispersión de las láminas de arcilla en la mezcla y al tamaño de la fase dispersa AES. La incorporación de diferentes nanocarcillas aumenta el módulo elástico de todos los nanocompuestos ternarios en comparación con la mezcla pura. Sólo se obtiene un aumento de la tenacidad en los sistemas con CloisitaNa⁺. La incorporación de Cloisita30B en las mezclas PA6/AES produjo un aumento significativo del módulo de almacenamiento y de la HDT.

INTRODUCCIÓN

En los últimos años, se ha visto un aumento en la investigación de materiales poliméricos de alto rendimiento utilizando nanotecnología, especialmente en el campo de los nanocompuestos. Estos materiales se componen de una matriz polimérica con una fase dispersa de partículas nanométricas, como las arcillas lamelares, que pueden mejorar significativamente las propiedades mecánicas, térmicas, de barrera y de inflamabilidad del polímero.

La adición de pequeñas cantidades (alrededor del 5%) de estas nanocargas puede lograr mejoras notables en las propiedades del polímero, algo que normalmente solo se obtiene con altas cargas de relleno tradicional. Esto se debe a que las láminas de silicato pueden exfoliarse y dispersarse individualmente en la matriz polimérica, lo que aumenta la relación de aspecto y mejora las propiedades finales. El tratamiento orgánico de las nanoarcillas y las condiciones de procesamiento son factores clave que influyen en la dispersión de estas láminas y, por lo tanto, en las propiedades del material resultante.