Nanocompuestos de polipropileno ramificado y arcilla obtenidos por mezclado reactivo

MARCELO D. FAILLA; JULIE MERCHAN SANDOVAL; LIDIA M. QUINZANI; LUIS LAGANO

Bahía Blanca

Workshop; III Workshop de Nanoarcillas y sus Aplicaciones; 2016

UNS

En este trabajo se sintetizaron nanocompuestos (NC) mediante mezclado reactivo en fundido a partir de polipropileno comercial (PP) de Petroquímica Cuyo S.A.I.C. y montmorillonita organofílica (o-MMT) Nanomer i.44P de Nanocor. El procesamiento se realizó en una mezcladora dis-continua de termoplásticos a 180°C siguiendo una secuencia de tres etapas. En la primera etapa se funcionalizó el PP con anhídrido maleico (AM) de Merck por ataque químico en presencia del iniciador 2,5-dimetil-2,5-di(ter-butil)peroxi hexano de Akzo Nobel. En una segunda etapa se adicionó el agente entrecruzante m-xililendiamina de Sigma Aldrich con la finalidad de producir entrecruzamientos moleculares en el PP funcionalizado y generar así un polímero de mayor peso molecular con estructura ramificada. En la tercera etapa se agrega la o-MMT para obtener los compuestos. Las concentraciones utilizadas son 1% p/p de AM, 0.2% p/p de diamina, 0.075 %p/p de peróxido y 5% p/p de o-MMT, todas relativas al PP. Se obtuvieron tres NC, usando diferentes tiempos de procesa-miento en la primera y segunda etapas (5 y 10 min) y manteniendo en 20 min en la tercera. Se prepararon, además, PP funcionalizados (PPg) de acuerdo con la primera etapa y PP ramificados (PPr) siguiendo las dos primeras etapas. Los materiales en cada etapa se evaluaron mediante espectroscopía infrarroja (IR, Nicolet Nexus) y reología rotacional en platos paralelos (AR-G2 de TA Instruments).Los resultados de IR muestran que tanto los PPg, como los PPr y los NC presentan bandas de absorción a 1780 y 1792 cm-1 que se pueden atribuir a vibraciones anti- y simétrica del enlace C=O de los grupos anhídrido (GA), lo que demuestra el injerto del AM en el PP. Además, se observa que con la adición de diamina hay un aumento en la intensidad de la banda a 1710 cm-1 que se atribuye a la señal de imida, indicando la reacción entre los GA del PPg con la diamina. En los resultados de reología se observa que todos los materiales obtenidos presentan módulos dinámicos, especialmente a bajas frecuencias, menores que el PP de partida, indicando que una disminución del peso molecular debido al procesamiento. A su vez, se observa que la adición de la diamina al PPg produce un aumento en los módulos dinámicos respecto al PPg indicando que la reacción de entrecruzamiento produce polímeros con mayor peso molecular que el correspondiente PPg. Por otra parte el agregado de la o-MMT a los PPr para formar los compuestos induce un aumento adicional en el valor medido de los módulos dinámicos respecto a los PPr asociado a interacciones entre partículas exfoliadas de la carga inorgánica. Estos resultados indicarían que se estarían generando compuestos con buena dispersión de la carga inorgánica, con posible alta desagregación y delaminación de partículas, e intercalación de polímero entre laminillas de la o-MMT. Además, el comportamiento de los módulos dinámicos de los materiales indica que al emplear un mayor tiempo de procesamiento en la segunda etapa, se podrían estar generando materiales con mayor peso molecular.