Effect of compatibiliser on the properties of polypropylene/glass fibre/nanoclay composites

Efecto del compatibilizador en las propiedades de los compuestos de polipropileno/fibra de vidrio/nanoarcilla

Se prepararon compuestos de fibra de vidrio (GF), nanoarcilla (NC) e híbridos compatibilizados con polipropileno anhídrido maleico (MAPP) mediante extrusión y moldeo por inyección. Los espectros infrarrojos por transformada de Fourier revelaron los picos de absorción característicos del MAPP en los compuestos GF y NC compatibilizados. Se observó una disminución de la intensidad de los picos en los patrones de difracción de rayos X del compuesto NC a medida que aumentaba el contenido de MAPP, lo que indicaba una exfoliación parcial del NC. El análisis termogravimétrico mostró que la incorporación de MAPP en los compuestos híbridos reducía la estabilidad térmica del material. El análisis mecánico dinámico mostró un aumento del módulo de almacenamiento en los compuestos híbridos con menor contenido de MAPP debido a la mejora de la adhesión interfacial entre la matriz de GF, NC y PP.

INTRODUCCIÓN

El polipropileno (PP), una de las resinas termoplásticas más explotadas en las industrias de compuestos, aleaciones y mezclas, posee propiedades destacadas como baja densidad, buena resistencia a la abrasión y excelentes propiedades eléctricas. Sin embargo, para hacer frente a algunas limitaciones del PP, como baja rigidez y resistencia, y para expandir sus aplicaciones en diferentes sectores, se suelen añadir cargas inorgánicas, como fibra de vidrio (GF), nanotubos de carbono y arcillas, al procesar los compuestos de polímero, que normalmente combinan las ventajas de sus fases constituyentes. De estos compuestos, el compuesto de PP reforzado con fibra de vidrio es bastante atractivo debido a su facilidad de fabricación, propiedades mecánicas superiores, alto módulo y resistencia específica, y bajo costo de fabricación.

Mientras tanto, un desarrollo relativamente nuevo en nanocompuestos de polímero-arcilla (PCN) ha generado un gran interés debido a que exhiben una mejora notable en las propiedades del material. Los investigadores demostraron primero que las propiedades del nailon-6, que contiene una dispersión homogénea de 2-7% en peso de nanoclay (NC), mostraron propiedades mecánicas, térmicas y de barrera excelentes en comparación con el nailon no reforzado. Varios investigadores también comenzaron investigaciones con varios tipos de nanocompuestos de polímero.

Recientemente, se ha observado que al hibridar nanopartículas en la matriz de compuestos reforzados con fibra, se pueden lograr efectos sinérgicos. Mohan y Kanny, en su trabajo, combinaron un compuesto PP/NC con GF picado. Se demostró que una pequeña cantidad (5% en peso) de silicato laminar dispersado a escala nanométrica mejora el grado de cristalinidad, así como las propiedades de tracción.