Nanocompuestos PCL/arcilla: Comparación de arcillas orgánicamente modificadas a escala de laboratorio y de origen comercial

LEANDRO LUDUEÑA; ROMINA OLLIER; VERA ALVAREZ; MATIAS LANFRANCONI

Bahía Blanca

Workshop; III Workshop de Nanoarcillas y sus Aplicaciones; 2016

El desarrollo de materiales poliméricos biodegradables ha atraído un gran interés en las últimas décadas debido a la contaminación causada por la acumulación de residuos al final del ciclo de vida de los productos de polímeros tradicionales. La policaprolactona (PCL) es un poliéster alifático biodegradable, sintetizado a partir de la polimerización por apertura de anillo de la -caprolactona. Es un polímero semicristalino y presenta bajas temperaturas de transición vítrea y de fusión (-60 °C y 60 °C, respectivamente). Las cadenas de PCL son flexibles y poseen una elevada elongación a la rotura y bajo módulo. Aunque la PCL ha sido ampliamente utilizada como matriz para el diseño de nanocompuestos biodegradables para aplicaciones médicas y en embalajes, en ciertos casos no es lo suficientemente competitiva en comparación con los polímeros termoplásticos convencionales. El desempeño de este polímero se puede mejorar por la adición de cargas inorgánicas de tamaño nanométrico, tales como las arcillas. En trabajos anteriores, hemos concluido que se espera un mayor grado de dispersión de arcilla dentro de la PCL cuando se utilizan arcillas con gran distancia interlaminar (d001), baja hidrofobicidad y mayor estabilidad térmica [1-3]. En este trabajo, se desarrollaron nanocompuestos poliméricos biodegradables para aplicaciones de embalaje, basados en PCL con dos clases arcillas orgánicamente modificadas. Por un lado, se utilizó una organo-montmorillonita de origen comercial, Cloisite 20A (C20A). Por otro lado, se sintetizó una organo-bentonita por intercambio catiónico con bromuro de tributilhexadecil fosfonio (bTBHP). En ambos casos se procesaron nanocompuestos mediante intercalación en estado fundido seguido por moldeo por compresión y se incorporaron diferentes contenidos de organoarcillas (2,5; 5 y 7,5 % en peso). El objetivo de este trabajo consiste en comparar el desempeño de los nanocompuestos de PCL con C20A y bTBHP. El estudio contempla el análisis químico mediante Espectroscopía Infrarroja con ransformada de Fourier, FTIR); morfológico mediante Difracción de Rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía electrónica de transmisión, TEM; reológico; térmico mediante Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Análisis Termogravimétrico (TGA); y mecánico mediante ensayos de tracción.