Estudio del comportamiento del HDPE modificado con nanomateriales

MONASTERIO, F.E.; ERDMANN, E.; DESTÉFANIS, H.A.; PITA, V.; LOPES DIAS, M.

Lima - PERÚ

Congreso; SLAP 2008; 2008

Pontificia Universidad Católica del Perú

La mejora de las propiedades mecánicas del HDPE  se puede alcanzar por varios métodos entre los que se puede mencionar el agregado de nano materiales generados a partir de sustancias tales como arcillas, fibras o nanotubos de carbón1,2. El presente trabajo tiene como objetivo mostrar el efecto de arcillas tratadas con silanos de distintas funcionalidades, sobre las propiedades mecánicas del HDPE. La montmorillonita (MNa) es la arcilla empleada como material inicial y se la transforma en organofílica mediante intercambio iónico con hexadecil-trimetilamonio (HM). Posteriormente se realiza un cambio estructural a nivel nanométrico mediante la polimerización in situ a partir de silanos de distinta funcionalidad, incorporando de ese modo siloxanos en las galerías de la arcilla obteniéndose un nanocompuesto. Los silanos empleados fueron: Cl2Si(CH3)2, Cl2Si(CH3)(C6H5), Cl2Si(C6H5)2. Estos materiales se incorporaron al polímero fundido en una cámara de mezcla Rheomix 600 acoplada a un reómetro de torque Rheocord 9000 con una Tcabezal = 190°C y una rotación de 100 rpm. Los cambios estructurales en las arcillas y las mezclas con el HDPE se observaron por difracción de rayos-X. Las morfologías de todos los materiales se estudiaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), Fig. 1. Las arcillas modificadas también se caracterizaron por espectroscopia de infrarrojo (FTIR). Finalmente se analizaron las propiedades mecánicas de los materiales obtenidos realizando ensayos de tracción (ASTM D882-91), Fig. 2. En todos los casos se agregó un 3% w/w de MNa ó HM. Los resultados muestran un cambio en el comportamiento mecánico, con respecto al polímero puro, el cual se relaciona con la especie que modifica la naturaleza de la arcilla. La arcilla organofílica (HM) disminuye la resistencia a la deformación, mientras que el agregado de los diferentes siloxanos a la MH aumenta los valores de E con respecto a esta. Se observa además que las muestras con PDMS tienen una respuesta parecida a la del polímero puro, mientras que los valores van decreciendo al emplear HM_PMPhS o HM_PDPhS como modificadores.