Estructura y propiedades de nanocompuestos de polipropileno con partículas laminares y esféricasestrategias de preparación, incorporación de compatibilizantes y tratamientos con plasma

Résumé

Una de las áreas actuales de desarrollo en el campo de las mezclas y compuestos de poliolefinas es la utilización de nanocargas. En los últimos años se ha desarrollado un nuevo tipo de materiales poliméricos, los nanocompuestos, que incorporan cargas minerales de tamaños de escala nanométrica y que presentan unas propiedades mecánicas muy superiores a la de los compuestos convencionales. En los materiales compuestos poliméricos, las cargas inorgánicas se utilizan generalmente para aumentar la rigidez de la matriz termoplástica, además de reducir el coste del material. Sin embargo, debido a la inmiscibilidad polímero-carga, las propiedades mecánicas están muy condicionadas por la adhesión interfacial. La mejora de esta interfase es uno de los objetivos en el desarrollo de materiales compuestos, habiéndose comprobado que una buena dispersión de la carga, con un tamaño de partícula reducido, y el tratamiento superficial de las partículas o la modificación química de la matriz, aumentan l a adhesión, mejorando las propiedades mecánicas. Además, en los compuestos convencionales es necesario añadir una cantidad de carga superior al 10 para obtener las características de rigidez deseadas, pero que aumentan considerablemente la densidad y ocasionan deterioros en otra propiedades de la matriz, como la tenacidad. En los nanocompuestos la dispersión de la carga en partículas con dimensiones del orden de los nanómetros aumenta las interacciones con la matriz, reduciendo la concentración de esfuerzos, e imparte una combinación de propiedades únicas al material, principalmente una extraordinaria resistencia mecánica, impermeabilidad a los gases, y propiedades ignífugas, para concentraciones muy reducidas de la carga (2-5 ), que supo ne una ventaja adicional por la reducción en peso. El tipo de nanocargas que se están utilizando son arcillas formadas por láminas de silicatos de espesores del orden de un nanómetro, con cationes entre las láminas, que permiten el intercalado de moléculas orgánicas por interacción con estos cationes. La preparación de los compuestos se puede realizar por intercalado del polímero en disolución, por intercalado del monómero y posterior polimerización, o por intercalado en el fundido, siendo este último método el que presenta un mayor interés industrial. La dispersión de las nanocargas en la matriz polimérica mediante mezclado en el fundido puede dar lugar a dos tipos de estructuras: estructuras en las que hay una inclusión limitada de las...