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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/583| Estudio de las propiedades mecánicas y de retardancia a la flama de compósitos de ABS/Mg(OH)2 preparados por extrusión asistida por ultrasonido: Efecto del grado de injerto y condiciones de procesamiento | |
| NAYELY KARINA MARTINEZ TREVIÑO | |
| Acceso Abierto | |
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| Maestría en tecnología de polímeros | |
| El objetivo principal de este trabajo de investigación fue el estudio del efecto del grado de injerto y las condiciones de procesamiento sobre las propiedades mecánicas y de retardancia a la flama de compósitos de ABS/Mg(OH)2. Por tal motivo, se realizó la síntesis de 5 matrices de ABS con diferente grado de injerto, a través de variaciones en la receta de síntesis, mediante el proceso de polimerización de masa-suspensión, en un reactor par de 5 galones. Los resultados de la caracterización físico-química, mecánica y morfológica mostraron una tendencia semejante a lo reportado en la literatura. En algunos las diferencias en los valores de grado de injerto fueron poco significativas, sin embargo; se eligieron dos materiales que presentaron claras diferencias en este parámetro y en sus características morfológicas, variables de estudio de este trabajo, a los que se les denominó ABS3 y ABS4.
Posteriormente, mediante extrusión asistida con ultrasonido se obtuvieron dos series de compósitos en los que se varió el porcentaje de hidróxido de magnesio al 0 y 60%, con y sin tratamiento ultrasónico. En el caso de las muestras tratadas con ultrasonido se varió la amplitud de éste en 22 y 44μm.
En cuanto a los blancos (denominados así a los materiales con 0% de Mg(OH)2, con y sin tratamiento ultrasónico) de ABS3 con un grado de injerto de 83.3%, se observó un ligero cambio en la morfología durante el procesamiento en función de la amplitud, siendo el mayor cambio a 22μm. En base a los resultados de la distribución de pesos moleculares de la fase de SAN, porcentaje de grado de injerto y morfología, se pudo inferir que el tratamiento ultrasónico promovió reacciones de injerto entre las fases de los materiales. Por otro lado, el cambio de morfología y las posibles reacciones de injerto propiciaron un ligero incremento de la resistencia al impacto Charpy en comparación con el ABS3 sin tratamiento ultrasónico. La estabilidad térmica de los blancos mejoró ligeramente con el tratamiento ultrasónico, así como la propiedad de retardancia a la flama cuando no hay amenaza de fuego (norma UL 94). En el caso de que aún exista amenaza de fuego (cono calorimétrico) la retardancia a la flama del compósito tratado a 44μm, disminuyó ligeramente debido probablemente, a la formación de especies oxidativas. Por su parte, los blancos de ABS4 con un grado de injerto de 105.5%, evidenciaron un cambio drástico en la morfología aún sin tratamiento ultrasónico, atribuido a que la resistencia impartida por los injertos de PB-g-SAN no fue suficiente ante los altos esfuerzos de corte generados. A pesar de que no fue posible distinguir el efecto del tratamiento ultrasónico en la morfología, de manera semejante a lo observado en los blancos de ABS3, se evidenció la promoción de reacciones de injerto. En cuanto a la resistencia al impacto, el valor de dicha propiedad se duplicó. Sin embargo, la estabilidad térmica de los blancos disminuyó, atribuyéndose principalmente al cambio de morfología, aunque no hay reporte alguno sobre este tema en la literatura. Respecto a la propiedad de retardancia a la flama determinado por la norma UL 94 se obtuvieron materiales auto-extinguibles y en cuanto a la respuesta al cono calorimétrico, presentaron las mismas características que en el caso del ABS3. En cuanto a los compósitos de ABS/Mg(OH)2, al 60% de hidróxido de magnesio, en ambas series, el análisis de la superficie fracturada reveló la presencia de una capa de polímero envolviendo a las partículas de Mg(OH)2, la cual fue más perceptible en función de la amplitud ultrasónica empleada. La formación de esta capa se atribuyó a posibles reacciones de injerto entre la matriz de SAN y las partículas de Mg(OH)2 inducidas por el tratamiento ultrasónico. Sin embargo, a pesar del mejoramiento de la compatibilización de los compósitos, el exceso en la cantidad de hidróxido de magnesio respecto a la cantidad de los ABS, no permitió su adecuada incorporación a las diferentes matrices de ABS, por lo que la formación de aglomerados fue inevitable. Dichos aglomerados actuaron como puntos de falla, por lo que la propiedad de resistencia al impacto se vio afectada considerablemente. La estabilidad térmica también se vio mermada con la incorporación del Mg(OH)2 debido a la posible formación de especies oxidativas o debido a la presencia de especies derivadas del proceso de descomposición las cuales pueden actuar como catalizadores del proceso de descomposición. Las propiedades de retardancia a la flama, también se vieron mejoradas tras la incorporación de hidróxido de magnesio, y en función de la amplitud del ultrasonido, aunque en los compósitos de ABS3 fue más perceptible dicho efecto que en los compósitos de ABS4. | |
| 2018 | |
| Tesis de maestría | |
| QUÍMICA | |
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