Análisis in-situ de la variación de la morfología cristalina en fibras de polietileno y de nanocompuestos con cargas aciculares

MARÍA ALEJANDRA MIRANDA; MARTA M. DAILOFF; SILVIA E. BARBOSA

San Carlos de Bariloche

Encuentro; VII Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2011

Asociación Argentina de Cristalografía

Las fibras de polietileno (PE) tienen gran interés industrial dado que con un adecuado estiramiento puede lograrse un importante incremento en la resistencia de este polímero semicristalino y ser usadas en campos de aplicación que van desde las sogas hasta las fibras textiles para alfombras. La principal razón para esto es que el polímero cambia su morfología cristalina con los procesamientos sucesivos. Las fibras se fabrican mediante la extrusión de filamentos que logran su diámetro final de aproximadamente 20 micras, por estiramientos sucesivos. En este trabajo se propone una técnica que permite analizar la variación de la morfología cristalina inducida por los distintos estiramientos a través de difracción de rayos x de alto ángulo directamente sobre las fibras. La técnica consiste en aplicar el haz de rayos x directamente a fibras arrolladas sobre un portamuestras en dirección paralela y perpendicular al eje de las mismas. El polietileno cristaliza mayormente en forma ortorrómbica a partir de plegamiento de cadenas en lamelas que a su vez se ordenan en arreglos esferulíticos. Aunque también se distinguen minoritariamente cristales monoclínicos [1, 2]. Los difractoframas obtenidos sobre las fibras antes de ser estiradas muestran el desarrollo de ambos tipos de cristales. En tanto que a medida que las fibras se estiran, hay una neta evidencia del desarrollo de cristales de cadena extendida, dado que los difractogramas desarrollan sus picos en los planos correspondientes y a su vez el espaciado lamelar decrece notablemente. A esta conclusión se llega comparando los difractogramas en las dos direcciones del haz. Cabe destacar que el grado de cristalinidad aumenta notablemente con el estiramiento, como es esperable, y que se corrobora en ambos tipos de difractogramas. Esta técnica, que permite un análisis directo, libre de los errores que puede provocar la molienda de estos polímeros, está siendo usada, además, para analizar las variaciones cristalinas con el estiramiento sobre fibras de nanocompuestos de PE con nanocargas aciculares de sepiolitas. [1] Olmos, D., C. Domínguez, P. D. Castrillo and J. Gonzalez-Benito. Polymer, 50 (2009), 1732 [2] Yuan, Q., R. Gudavalli and R. D. K. Misra, Materials Science and Engineering: A 492 (2008), 434-442.