INVESTIGADORES
BARBOSA Silvia Elena
congresos y reuniones científicas
Título:
Incremento de la adhesi¨®n PP/FV por polimerizaci¨®n metaloc¨¦nica directa de PP sobre vidrio
Autor/es:
BARBOSA, SILVIA ELENA
Lugar:
Madrid
Reunión:
Seminario; Seminario dictado por invitaci¨®n en el Instituto de pol¨ªmeros del CSIC de Madrid; 2010
Institución organizadora:
CSIC
Resumen:
Los materiales compuestos de matriz termopl¨¢stica exhiben importantes ventajas potenciales comparadas los de matriz termorr¨ªgida tradicionales: mayor tenacidad, post-formabilidad, facilidad de reciclado y bajo costo. Sin embargo, la pobre adhesi¨®n matriz-fibra, a¨²n cuando se utilicen agentes acoplantes, as¨ª como la alta viscosidad de fundido, dificultan el aprovechamiento pleno de las propiedades alcanzables y la capacidad de procesamiento de estos compuestos. En este trabajo se presenta un m¨¦todo para mejorar las propiedades finales de materiales compuestos de polipropileno y fibra de vidrio, incrementando la adhesi¨®n pol¨ªmero-vidrio por uni¨®n qu¨ªmica entre ambos. Se propone, como ruta de compatibilizaci¨®n, la copolimerizaci¨®n directa de propileno sobre el vidrio, de modo tal que la interacci¨®n con la matriz sea por entrelazamientos de cadenas polipropil¨¦nicas [1].
En tal sentido, la metodolog¨ªa empleada involucra un an¨¢lisis inicial de las superficies de vidrio seg¨²n su composici¨®n y su forma de procesamiento, as¨ª como la forma de modificarlos para que contengan suficiente cantidad de oxidrilos en superficie. Se llevan a cabo polimerizaciones tanto sobre placas de vidrio, previamente modificadas con un tratamiento ¨¢cido/base [2, 3], como sobre fibras de vidrio comerciales [1, 3]. La reacci¨®n utilizada involucra la copolimerizaci¨®n directa de propileno sobre vidrio, utilizando un sistema catal¨ªtico metaloc¨¦nico y una hidroxi-¦Á-olefina como comon¨®mero. Los productos de reacci¨®n, copol¨ªmero en soluci¨®n y pol¨ªmero injertado sobre la superficie de vidrio, se caracterizan sistem¨¢ticamente mediante cromatograf¨ªa por permeaci¨®n de geles, espectrometr¨ªa infrarroja, calorimetr¨ªa diferencial de barrido (DSC), an¨¢lisis termogravim¨¦trico (TGA), difracci¨®n de Rayos X y microscop¨ªa electr¨®nica de barrido (SEM). Para determinar si el pol¨ªmero se encuentra qu¨ªmicamente adherido al vidrio, se utilizaron t¨¦cnicas de SEM con microan¨¢lisis de Rayos X dispersivo en energ¨ªa, TGA, y DSC. Las muestras fueron sometidas a una extracci¨®n severa para eliminar el pol¨ªmero f¨ªsicamente adherido a la superficie. Los cambios superficiales introducidos por la polimerizaci¨®n fueron analizados mediante ensayos comparativos de hidrofobicidad respecto de las fibras de partida. La caracterizaci¨®n de la adhesi¨®n se llev¨® a cabo mediante el test de fragmentaci¨®n, en tanto que las propiedades mec¨¢nicas se evaluaron ensayos de tracci¨®n sobre muestras s¨¢ndwich PP/FV/PP [4]. Por ¨²ltimo el an¨¢lisis de penetrabilidad de polipropileno en tejidos de fibras se realiz¨® por SEM en superficie de fractura [5]. Los resultados permiten concluir que para injertar polipropileno sobre la superficie del vidrio es necesaria una concentraci¨®n de oxidrilos superficiales que permitan la generaci¨®n del macrocomon¨®mero sobre ¨¦ste. Estos oxidrilos reaccionan con metilaluminoxano, que a su vez reacciona con una hidroxi-¦Á-olefina, constituyendo el macrocomon¨®mero con dobles enlaces terminales. La copolimerizaci¨®n con propileno en soluci¨®n se hace efectiva a partir de los dobles enlaces del macrocomon¨®mero y es catalizada por metalocenos activados por metilaluminoxano.
La t¨¦cnica de compatibilizaci¨®n propuesta para los sistemas fibra de vidrio-polipropileno es viable para ser llevada a cabo directamente sobre las fibras sin modificaci¨®n superficial previa. La reacci¨®n fue efectiva bajo las condiciones estudiadas. La inclusi¨®n de las fibras copolimerizadas dentro de materiales compuestos resulta en un aumento notable de la adhesi¨®n y por ende de las propiedades mec¨¢nicas, as¨ª como de la penetrabilidad en compuestos cargados con tejidos de fibras [6]. Esta t¨¦cnica brinda una ruta alternativa para solucionar un problema crucial en la preparaci¨®n de materiales compuestos de base termopl¨¢stica cargados con tejidos de fibras, la impregnaci¨®n