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Estudio de la influencia del tamaño de partícula de hidróxidos metálicos de Al y Mg (micro y nano) y el efecto sinérgico de sus mezclas en las propiedades mecánicas y de retardancia a la flama de compuestos a base de polietileno de alta densidad
FLORA ITZEL BELTRAN RAMIREZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Maestría en tecnología de polímeros
En el presente trabajo se evalúo el efecto de tamaño de partícula (micro y nano) de hidróxidos metálicos: aluminio y magnesio, así como su efecto sinérgico, principalmente sobre las propiedades de flamabilidad y mecánicas (resistencia a la tensión y % de elongación) de un sistema a base de polietileno de alta densidad. Se seleccionaron estas cargas inorgánicas debido a que son considerados retardantes a la flama no tóxicos y por lo tanto, amigables con el medio ambiente. Se elaboraron las siguientes combinaciones: Mg (µ) /Mg (n) , Al (µ) /Al (n) y Al (n) /Mg variando el contenido de hidróxidos metálicos en un relación 0/130 phr, 32.5/97.5 phr, 65/65 phr, 97.5/32.5 phr y 130/0 phr respectivamente. Las combinaciones Mg (µ) /Mg (n) (n) y Al (µ) /Al no clasificaron para la prueba de flamabilidad correspondiente UL-94V, no obstante, sí clasificaron para la UL-94HB ya que presentaron un comportamiento auto-extinguible. En cuanto a sus propiedades mecánicas, éstas se vieron afectadas por el alto contenido de carga, una dispersión no homogénea de las partículas (micro y nano) y la pobre adhesión interfacial entre la matriz polimérica y la cargas inorgánicas. En lo que respecta a las combinaciones de Al (n) (n) /Mg , solamente la formulación con la relación 65/65 phr de estas cargas, clasificó como V-1 en la UL-94V, y de igual forma todas las mezclas también clasificaron en la prueba horizontal como autoextinguibles.
Se elaboraron una serie de formulaciones agregando dos diferentes agentes compatibilizantes, con el fin de lograr la clasificación V-0 a partir de la formulación anterior. Se seleccionaron las mezclas compuestas por Al (n) /Mg con la relación 32.5/97.5 phr, 65/65 phr, 97.5/32.5 phr de cargas inorgánicas ya que la primera y tercera relación presentaron mejor resistencia al fuego basándose en el tiempo de extinción de la flama del material y la segunda relación fue la que si clasificó en la prueba vertical. A una serie de formulaciones se le agregó un HDPE injertado con anhídrido maléico PEgMA y al otro un copolímero de etileno - metil acrilato (EMA). Primeramente, se evaluó la flamabilidad y propiedades mecánicas de las mezclas mencionadas con el fin de estudiar el efecto del uso de compatibilizantes sobre éstas. Las formulaciones que si clasificaron como V-0 y V-2 fueron las que contenían un 65/65 phr de cada hidróxido correspondiente a cada serie elaborada. Debido a lo anterior, se llevó a cabo un análisis térmico, de flujo y morfológico solamente de las formulaciones que sí clasificaron en la UL-94V encontrando que el compuesto que contenía PEgMA/Al (n) /Mg (n) (n) (n) obtuvo los mejores resultados atribuido a la buena distribución de nanopartículas cerámicas así como de una buena adhesión interfacial provocada por la adición del agente compatibilizante. Lo anterior se corroboró mediante las micrografías obtenidas por STEM.
2012
Tesis de maestría
QUÍMICA
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