Efecto del tipo de mezclado en la dispersión de arcilla en nanocompuestos poliméricos

VERÓNICA RIECHERT; MARCELO DANIEL FAILLA; LIDIA MARÍA QUINZANI; ROSARIO BENAVENTE

Bahía Blanca

Workshop; III Workshop de Nanoarcillas y sus Aplicaciones WONAP 2016; 2016

UNS

Se elaboraron nanocompuestos poliméricos (NCP) basados en un copolímero al azar de propileno-etileno-butileno (CPEB, SP406, Petroquímica Cuyo S.A.I.C) y MMT organofílica (o-MMT, Nanomer® I.44, Nanocor), con 2 a 8 % en peso de arcilla. Como compatibilizante se utilizó CPEB funcionalizado con anhídrido maleico. Se emplearon dos equipos distintos para elaborar los NCPs mediante mezclado en fundido: una mezcladora de laboratorio Brabender® Plastograph y una mini-extrusora de doble tornillo Rondol Microlab. En la mezcladora se trabajó a 180°C y 30 rpm, mezclando durante 20 min en atmósfera de nitrógeno, mientras que en la mini-extrusora se usó un perfil de temperaturas de 115, 165, 175 y 180°C, mezclando a 60rpm. Los materiales son caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX, Philips PW1710), microscopía electrónica de barrido (SEM, LEO-EVO-40 xvp), calorimetría diferencial de barrido (DSC, Pyris I de Perkin-Elmer) y reometría rotacional (AR-G2 de TA Instruments). El estudio morfológico mediante DRX y SEM revelan la formación de NCPs intercalados/ exfoliados con un aumento promedio de 0.6 nm en el espaciado interlaminar de la arcilla en todos los compuestos respecto a la o-MMT. Por otro lado, los resultados reológicos muestran un incremento en el módulo elástico (G´) y la viscosidad dinámica (η´) a bajos valores de frecuencia respecto de los módulos del CPEB, conforme crece el contenido de o-MMT. Este efecto se debe al incremento en la interacción entre las láminas de arcilla, y es característico de NCPs. En este sentido, como se observa en la figura, los compuestos elaborados en la mezcladora (m) presentan valores de módulos superiores a los equiva¬lentes preparados mediante extrusión (e). Esto estaría indicando mejor dispersión/delaminación de los tactoides de arcilla en la matriz polimérica cuando se utiliza el mezclado discontinuo. Además, se observa que el añejamiento (1 hora a 185°C en reposo) produce un mayor aumento relativo de los módulos en los materiales extruidos, seguramente por generarse en este caso morfologías más alejadas del equilibrio termodinámico. Por último, los resultados de DSC muestran una leve disminución en la temperatura de cristalización de los compuestos elaborados mediante extrusión respecto de los preparados en la mezcladora, lo que podría deberse a la menor delaminación alcanzada por la arcilla.