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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/215| Elaboración de nanocompuesto PE-arcilla, a partir del polietileno injertado con ácido itacónico y 2-[2-(dimetil amino)-etoxy] etanol; como agentes compatibilizantes y su influencia sobre el grado de exfoliación y las propiedades mecánicas | |
| MARIA CRISTINA IBARRA ALONSO | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Maestría en tecnología de polímeros | |
| En este trabajo se elaboraron nanocompuestos de polietileno (PE) con dos tipos de nanoarcilla de montmorillorúta (MMT) organo-modificada mediante el uso de un polietileno modificado con acido itacómco (Al) y con un tipo de amino alcohol (dimetil amino etoxi etanol, DMAEE) como compatibilizantes. Se evaluó el desempeño de estos PE modificados como compatibilizantes en la preparación de materiales nano-compuestos a base de PE con arcilla órgano-modificada. Se realizó la funcionalización del polietileno (PE) con ácido itacómco (Al) al 1% en peso en relación al PE, utilizando peróxido de dicumilo (DCP) como iniciador para formar el compuesto polietileno injertado con ácido itacómco (PE-g-A1). Una vez obtenido se caracterizó este compuesto en su grado de funcionalización obtenido, para posteriormente adicionar 1.3% en peso de dimetil amino etoxi etanol (DMAEE), con el propósito de formar un nuevo compuesto PE-g-DMAEE. Este PE modificado con amino-alcohol se preparó mediante la reacción del polietileno injertado con acido itacómco (PE-g-AI) con el 2-[2- (Dimetilamino)-etoxy] etanol (DMAEE) en fundido para formar un polietileno modificado PE-g-DMAEE. La funcionalización se llevó a cabo en fundido, usando un mezclador interno tipo Brabender. Los materiales nanocompuestos se prepararon en fundido pero utilizando un extrusor doble husillo, con dos tipos de arcillas modificas, una modificada con surfactante con grupos polares del tipo hidroxilo (Cloiste 30B) y otra modificada con grupos alifáticos (Nanocor 128E). Estos nanocompuestos se elaboraron con un contenidos de arcilla (5%) y con tres contenidos de compatibilizante PE-g-IA y PE-g-DAMEE (10, 20 y 30 %). La poliolefinas modificada con ácido Itacómco y con la amina se caracterizó por FTIR para analizar cambios en su estructura química. Los nanocompuestos fueron caracterizados por Reometría Capilar para determinar el efecto de las propiedades de flujo al usar los diferentes compatibilizantes. Se elaboraron probetas circulares por moldeo por compresión para la caracterización por difracción de rayos-X (XRD) y elucidar el efecto del contenido y tipo de compatibilizante sobre el grado de intercalación y/o exfoliación de la organo-arcilla en el nanocompuesto. Para comprobar este efecto, se caracterizó la morfología de todas las muestras, haciendo cortes en ultra microtomo y analizándolos por microscopia electrónica de barrido con modo STEM. Con esta técnica se determinó la morfología de las muestras en cuanto al grado de intercalación y exfoliación alcanzado. Se obtuvieron probetas estándar a partir de placas elaboradas por moldeo por compresión de estos nanocompuestos, para caracterizar sus propiedades mecánicas de módulo de Almacenamiento, módulo de pérdida, tan 5 (DMA), resistencia tensil y así determinar el efecto de los compatibilizantes sobre estas propiedades. Además se analizó el efecto de éstos sobre el comportamiento térmico del nanocompuesto mediante análisis de termogravimetría (TGA), Los resultados de los difractogramas de rayos-X para los nanocompuestos elaborados a base de PE y utilizando PE funcionalizado con DMAEE como agente compatibilizante a diferentes porcentajes y utilizando la nanoarcilla 128E mostraron un desplazamiento de la señal de difracción hacia ángulos menores y en algunos contenidos se apreció la desaparición total del pico de difracción lo cual se atribuyo a una mejor intercalación o exfoliación de esta arcilla con este compatibilizante. El Nanocompuesto PEPE-gDMAEE/I.28E con un porcentaje de 30% en peso de agente compatibilizante, fue el que presentó el mejor grado de dispersiór y exfoliación-intercalación. Así como el mejor desempeño mecánico indicando que esta mejor exfoliado, este resultado fue confirmado mediante microscopía electrónica de barrido, en comparación con el nanocompuesto de referencia Se alcanzaron mejoras en el módulo de almacenamiento (E'), del nanocompuesto; PEIPE-g-DMAEEÍL28E 30/5, comparados con el nanocompuesto de referencia (PE/L28E), esto debe a la mayor fuerza de adhesión interfacial que existe entre la matriz polimérica y la arcilla, causando un compuesto mucho más rígido, comparado con el original. De acuerdo al desempeño mecánico, el grado de exfoliación- ntercalación de los compatibilizantes medido por rayos-X y STEM, en el siguiente orden: PE/PE-gAIJ30B 30/5 E] PE/PE-g.-DMÁEE/30B [II 30/5.PEIPE-g-AIJL28E 30/5 LI PEÍPE-g- 13MAEE/I.28E 30/5. | |
| 2010 | |
| Tesis de maestría | |
| QUÍMICA | |
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