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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/284| Estudio de las interacciones entre una matriz polimérica y arcillas organo-modificadas en nanocompuestos de PP-EP/EVA/Nanoarcilla | |
| MARIO VALERA ZARAGOZA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Doctorado en tecnología de polímeros | |
| En el presente trabajo se presentan y discuten los resultados de la obtención y caracterización de nanocompuestos de EVA y del copolímero heterofásico PP-EP a partir de mezclado en el fundido. Inicialmente, se realizó el estudio de híbridos de EV A/nanoarcilla utilizando arcillas de base montmorillonita con diferentes modificantes orgánicos (Montmorillonita natural, Cloisite 15A, Cloisite 20A y Cloisite 30B), con el fin de determinar el efecto del modificante sobre la exfoliación de las placas constitutivas de las arcillas. En base a los resultados anteriores, se obtuvieron nanocompuestos del sistema temario PP-EP/EV A/Nanoarcilla con diferentes concentraciones. Se consideró que el copolímero de EVA promueve interacciones favorables con la arcilla y a la vez compatibiliza con el copolímero heterofásico de PP-EP a través de los grupos etilénicos.
La caracterización de los materiales fue realizada por medio de diferentes técnicas las cuales permitieron deducir la morfología, así como el comportamiento térmico, reológico, mecánico, viscoelástico y de resistencia a la propagación de flamas. Los resultados mostraron que la polaridad del modificante orgánico de la arcilla cloisite 30B compite con la del copolímero de EVA en las interacciones con la arcilla. Además, la concentración del modificante presente en cloisite 15A impide la intercalación de las cadenas del polímero en las galerías de la arcilla por efectos estéricos. Por su parte, con la arcilla cloisite 20ª se obtuvieron estructuras intercaladas-exfoliadas debido a las interacciones polares favorables entre el acetato de vinilo en el EVA y la superficie de las nanoplacas. Altas concentraciones de arcilla afectaron la separación de las nanoplacas como consecuencia de las interacciones predominantes arcilla-arcilla. En el sistema temario, y de acuerdo al desplazamiento de la Tg del PP-EP y la del EVA, se determinó un incremento de la compatibilidad en el sistema a concentraciones de 20 y 40 % de EVA. Esto como consecuencia de las interacciones entre la fracción de EP en el copolímero heterofásico y los grupos etilénicos del EVA. Las propiedades finales de los materiales dependieron del grado de exfoliación de las nanoplacas. Una estabilidad térmica mayor fue obtenida con 6 % de arcilla y los nanocompuestos mostraron características de flamabilidad diferentes a los componentes poliméricos; esto es debido al efecto de barrera causado por la separación de las nanoplacas dispersas en la matriz polimérica. Sin embargo, las transiciones térmicas de fusión y cristalización determinadas por medio de calorimetría diferencial de barrido no resultaron afectadas por la presencia de la arcilla. El módulo elástico y la temperatura de flexión bajo carga se incrementaron considerablemente como función del grado de intercalación y concentración de la arcilla. Se observó un ligero incremento de la Tg como función del contenido de arcilla el cual se supuso fue debido a la restricción de la libertad de movimiento de las cadenas de polímero confinadas en las galerías de la arcilla. El confinamiento de al menos una cadena de EVA en las galerías de la arcilla fue diseñada mediante modelos moleculares y se obtuvo la distancia de apertura del espaciamiento interplaca en función de las repulsiones electrostáticas, el cual fue comparando con la distancia repetitiva d obtenida mediante difracción de rayos-X. Se determinó entonces que el grado deintercalación influye sobre las propiedades finales de los nanomateriales y que éste se encuentra en dependencia de las interacciones polares arcilla-polímero. En general, los resultados generados son importantes ya que involucran la obtención de nuevos nanocompuestos ternarios con características únicas provenientes de la mezcla PP EP/EV A y de la mejora en propiedades debido a la presencia de la arcilla. | |
| 2006 | |
| Tesis de doctorado | |
| QUÍMICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Doctorado |
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