Influencia de la génesis del talco sobre la cristalización de polipropileno. Relación con las propiedades mecánicas de compuestos polipropileno/talco

LUCIANA CASTILLO; SILVIA BARBOSA; NUMA CAPIATI

Huerta Grande, Córdoba

Encuentro; II Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2010

Universidad Nacional de Córdoba

La importancia ingenieril de los materiales compuestos radica en que, cuando se los diseña y procesa correctamente, se consigue una combinación sinergética de las propiedades y prestaciones de cada uno de los componentes. Así entonces, estos materiales poseen propiedades que no pueden ser alcanzadas por ninguno de los materiales constituyentes en forma separada. En este sentido, diferentes rellenos se incorporan a matrices poliméricas para modificar las propiedades térmicas, físicas, de permeabilidad y mecánicas, entre otras, y de esta manera poder abarcar un amplio rango de aplicaciones. De los polímeros semicristalinos, el polipropileno (PP) es uno de los que presenta buenas propiedades, tiene un costo relativamente bajo y versatilidad para aceptar distintos tipos de relleno. Entre los rellenos más usados, se encuentran partículas inorgánicas como talco, carbonato de calcio y montmorillonita. Particularmente, el talco es considerado un buen relleno para el PP en lo que respecta a propiedades mecánicas y a la orientación macromolecular en el compuesto, incluso frente a rellenos de similar composición química y morfología laminar. La superficie de la partícula de talco actúa como un agente nucleante, alterando el tipo y grado de cristalinidad y, de esta manera, influye sobre las propiedades microscópicas del material compuesto. Sin embargo, esta inducción cristalina está directamente relacionada con la morfología cristalina del talco y ésta con la génesis del mismo.En este trabajo se estudia la influencia de la génesis del talco sobre las propiedades mecánicas de los materiales compuestos PP/talco empleando dos talcos de diferente origen con distintas características geológicas (un talco argentino y otro australiano). Los talcos fueron caracterizados cristalográficamente por difracción de rayos X y morfológicamente por microscopía electrónica. Las principales variables que afectan la performance del compuesto son el tamaño de las partículas, las características superficiales y la adhesión interfacial entre la matriz y el relleno. En este sentido, se realizó un estudio comparativo de las propiedades mecánicas de los compuestos y los resultados fueron relacionados a las características morfológicas y estructurales de los talcos.Los resultados muestran que los materiales compuestos PP/(talco argentino) tienen mejores propiedades mecánicas que los compuestos PP/(talco australiano), mostrando un considerable incremento en la tensión de fluencia, elongación a la rotura y en el módulo de Young, a iguales condiciones de procesamiento y concentración de talco. Ésto puede ser interpretado teniendo en cuenta la génesis del talco y la presencia de minerales asociados en los mismos. Los factores principales que afectan las propiedades mecánicas de los compuestos PP/talco no sólo son la rigidez, concentración y relación de aspecto (relación longitud/espesor) del relleno, sino también el tipo de cristales desarrollados en la superficie del talco.