Influencia de la adición de poliacetato de vinilo y nanopartículas de silicato en el comportamiento de un termoestable epoxídico

Resumen

Los termoestables epoxídicos son materiales muy utilizados como adhesivos, recubrimientos y matrices en materiales compuestos, debido asus buenas propiedades mecánicas y térmicas.Sin embargo muestran un comportamiento frágil con escasa resistencia a la propagación de grietas, lo que limita su utilización, especialmente en aquellas aplicaciones donde se precisa una gran resistencia al impacto. Para paliar el inconveniente dela fragilidad, estos materiales se modifican incorporando una segunda fase dispersa en la matriz epoxi. Inicialmente se utilizaron modificadores de naturaleza elastomérica de baja temperatura de transición vítrea (Tg)y posteriormente se ensayaron termoplásticos de elevada Tg. Los primeros producen materiales más tenaces pero disminuyen el módulo elástico y la resistencia térmica en relación a la red epoxi pura, mientras que los segundos mantienen el módulo y la resistencia térmica, pero no logran la mejora en la tenacidad conseguida con elastómeros. Por otro lado, recientemente se está investigandola mejora de propiedades mediante laincorporación de partículas de naturaleza inorgánica, de tamaño nanométricoen la matriz epoxi. Estos materialesnanorreforzados, potencialmente, poseen propiedades únicas derivadas de la gran superficie de contacto que resulta del tamaño nanométrico de las partículas que actúan como refuerzo. El objetivo principal de este trabajo es el estudio y caracterización de nuevas formulaciones epoxi, obtenidas mediante su modificación con diferentes cantidades (5-25% en peso) de poliacetato de vinilo (PVAc), polímero termoplástico amorfo de moderada Tg, y reforzadas con un 4% en peso de dos tipos de silicatos orgánicamente modificados (cloisitas) de tamaño nanométrico.Con este estudio se pretende aportar una mayor comprensión de este tipo de sistemas, dado que existen pocos trabajos en la bibliografía que utilicen en los termoestables epoxídicosconjuntamente modificadores poliméricos (bien elastómeros o termoplásticos), y nanorrefuerzos de naturaleza inorgánica. Las técnicas utilizadas en este estudio han sido: Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), Análisis Térmico Dinámico Mecánico (DMTA), Máquina Universal de Ensayos, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Difracción de Rayos X Se ha estudiado primeramente la cinética de la reacción de curado del prepolímero epoxi en presencia de PVAc y la separación de fases inducida durante dicha reacción. Se ha caracterizado el sistema binario epoxi/PVAcdeterminando su morfología, propiedades térmicas, dinámico-mecánicas y mecánicas. Posteriormente se ha procedido a la inclusión de dos cloisitas: C30B y C93A, con el fin de intentar obtener un material que pueda conjugar los beneficios que se esperarían al adicionar ambos componentes, es decir un material más tenaz y que a la vez conserve, o incluso aumente el módulo elástico y la resistencia térmica y mecánica. En los sistemas ternarios epoxi/PVAc/cloisitas se ha estudiado la influencia de los silicatos en la cinética de la reacción de curado, se ha determinado el grado de intercalación del polímero en las cloisitas, se ha realizado la caracterización morfológica y se han determinado las propiedades térmicas, dinámico-mecánicas y mecánicas.