Obtención de films de NBR reforzados con arcillas silanizadas: propiedades mecánicas y estructurales

FLORES, FEDERICO MANUEL; TORRES SÁNCHEZ, ROSA M.; COVA, MARIAJOSE; FERNÁNDEZ, MARIELA A.; ESCOBAR, MARIANO

San Martin

Encuentro; XIX Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2019

INTI y CNEA

Trabajos de investigación recientes sobre nanocompuestos de arcillas en films poliméricos flexibles, se han centrado en el mejoramiento de las propiedades mediante una dispersión uniforme de las partículas de arcillas en el polímero [1, 2]. En particular, las arcillas del tipo montmorillonita (Mt) presentan características particulares como su tamaño micro/nano-métrico y su gran área superficial, lo que favorecería las propiedades físicas del film, como la resistencia al desgarre y el módulo de alargamiento, sin cambiar la homogeneidad óptica del material. Se pueden aplicar distintos métodos para incorporar la arcilla en una matriz polimérica, como la intercalación en solución, modificación química de la arcilla y técnicas de polimerización in situ [3]. El objetivo de este trabajo es obtener una formulación de látex sintético a base de caucho nitrilo (NBR) reforzada con arcillas silanizadas y caracterizar el efecto del refuerzo en la matriz de caucho. Para la formulación de las películas de NBR se agregaron dos tipos diferentes de arcillas silanizadas M-Si y M-OS obtenidas por la modificación de Mt con los procedimientos descriptos en [4,5] respectivamente. Las propiedades estructurales estudiadas sobre las arcillas silanizadas y los films fueron: difracción de rayos X (DRX), análisis termogravimétrico (TGA) y espectroscopía infrarroja (FTIR). Las propiedades mecánicas evaluadas sobre los films fueron resistencia al desgarre y modulo al 300% de alargamiento. Los resultados de DRX de M-Si y M-OS mostraron un aumento en el espaciado interlaminar correspondiente al plano d(001), con respecto al espaciado basal de Mt (0,96 nm), de 1,45 nm y 2,02 nm, respectivamente, corroborando la incorporación de los grupos silanos en dicho espacio. Los resultados de TGA mostraron que el contenido de silanos fue de 0,323 y 0,787 meq/g, para M-Si y M-OS, respectivamente. Los resultados de FTIR de los films mostraron las bandas correspondientes a los grupos alifáticos C-H presentes en los silanos alrededor de los 1500 cm-1 y 690 cm-1, lo que indica que se produjo un acoplamiento entre el silano y el NBR [6]. Respecto a las propiedades mecánicas, se observó un aumento en la resistencia al desgarre con respecto al NBR sin refuerzo (22,5±1,2 KN/m) para los films con el agregado de M-Si (26,3±1,3 KN/m) y M-OS (27,8±3,4 KN/m). En el caso de los módulos de alargamiento, se observó una disminución en el caso de la matriz reforzada con la arcilla M-OS, lo que indica que se favorece una flexibilidad en el film de NBR. La incorporación de M-Si y M-OS al film fueron eficientes. Sin embargo es necesario evaluar modificaciones para mejorar la resistencia a la tracción.