PREPARACIÓN DE COMPUESTOS DE POLIURETANO EMPLEANDO UNA ARCILLA NATURAL MODIFICADA QUÍMICAMENTE

MARÍA E. V. HORMAIZTEGUI; SALDUNA MAREDES; FRANCISCO M. PARDINI; OSCAR R. PARDINI; JAVIER I. AMALVY

Simposio; SAP Comat 2023; 2023

El desarrollo de nanocompuestos de matriz polimérica con cargas de naturaleza inorgánica ha recibido mucha atención en los últimos años, donde las arcillas son uno de los refuerzos más utilizados [1]. Estos materiales son superiores a los materiales compuestos convencionales con respecto a las propiedades mecánicas, estabilidad térmica, propiedades de barrera y conductividades iónicas. Para que esta mejora sea notable, es necesario que las cadenas poliméricas se intercalen entre las láminas o bien las arcillas se exfolien para obtener nanocompuestos verdaderos. Para esto, se debe compatibilizar la carga inorgánica con el polímero, lo cual puede lograrse a través de la modificación química de las arcillas para hacerlas compatibles con la matriz. Las arcillas modificadas, obtenidas a partir de una arcilla natural intercalando una sustancia que permita modificar sus propiedades se presentan como una alternativa viable, sobre todo por la inocuidad del material de partida, su bajo costo y la facilidad con que pueden modificarse algunas de sus propiedades con tan solo cambiar el intercalador [2]. Por otra parte, si se producen enlaces químicos entre la arcilla y el polímero, algunas propiedades pueden ser mejoradas de forma sustancial [3]. El presente trabajo propone el estudio de la influencia de la modificación de una arcilla de origen nacional, en las propiedades de un poliuretano aniónico de base acuosa (PU). Particularmente se estudiará el efecto de la incorporación de la arcilla natural y la arcilla modificada químicamente.La modificación de la arcilla, suministrada por La Elcha Sociedad Minera Industrial (Argentina), se llevó a cabo con bromuro de hexadeciltrimetilamonio como modificador orgánico. Se utilizó una cantidad de surfactante 1,5 veces superior a la capacidad de intercambio catiónico de la arcilla, y se realizó la reacción en solución acuosa (método adaptado de Parolo et al. [4]). La síntesis del poliuretano se realizó siguiendo el método del prepolímero [5]. Para la síntesis del prepolímero se utilizó polipropilenglicol como poliol, diisocianato de isoforona (IPDI) como isocianato, ácido dimetilolpropiónico (DMPA) como estabilizante coloidal y trietilamina (TEA) como agente neutralizante. Para formular los materiales compuestos, se realizó una mezcla física entre la dispersión de poliuretano y suspensiones de las arcillas, natural y modificada, en tres porcentajes (1, 3 y 5% en peso). Se estudió el efecto de la cantidad de arcilla utilizada y el cambio al utilizar una arcilla exfoliada químicamente, en diferentes propiedades de los materiales compuestos.Los materiales obtenidos se caracterizaron mediante FTIR y espectroscopia UV-Visible. La absorción de aguay el coeficiente de permeabilidad al vapor de agua se determinaron por medio del método gravimétrico.Finalmente, se analizaron las propiedades térmicas por medio del análisis termogravimétrico y calorimetríadiferencial de barrido. Los resultados de difracción por rayos X de la arcilla modificada y la precursora, evidenciaron el éxito de la modificación química. Se obtuvieron mezclas estables en los tres porcentajes utilizados. También se observaron diferencias en función de la arcilla utilizada y de las diferentes proporciones en las mezclas. El presente trabajo aporta al estudio de materiales nanoestructurados a base de poliuretanos, reforzados con nanoarcillas obtenidas a partir de recursos naturales y amigables con el medio ambiente; y permite evaluar potenciales aplicaciones para los productos preparados, en particular en el campo de recubrimientos protectores