Efecto de la adición de copolímeros polares y condiciones de procesamiento en el desarrollo de materiales nanocompuestos con matriz de polipropileno (2017)
El control de las relaciones entre morfología-proceso-propiedad de materiales nanocompuestos, fabricados a partir de poliolefinas y arcillas orgánicamente modificadas resulta de gran importancia para diversas aplicaciones. En esta investigación, se muestra la influencia que tienen las interacciones intermoleculares (IM) entre cuatro copolímeros EVA y EVOH, cada uno, con montmorillonita (MMT), en la morfología, propiedades mecánicas y de barrera al oxígeno de películas con matriz de PP. Las mezclas poliméricas (PP/EVA y PP/EVOH) fueron reforzadas con 3wt% de MMT en un mezclador interno. La caracterización estructural de los materiales se realizó mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y de transmisión, en donde se muestra una combinación de morfologías intercaladas/exfoliadas para la MMT, con mayores distancias interplanares para los compuestos formados con mayores IM. Además se vio una influencia de la compatibilidad entre los dos polímeros mezclados en las morfologías de los nanocompuestos. Las propiedades mecánicas fueron caracterizadas con ensayos de tensión y la barrera al oxígeno con una prueba de transmisión (OTR). El incremento en módulo de elasticidad y en barrera al oxígeno, con la adición de MMT a las mezclas poliméricas, es más evidente en los materiales que poseen mayores IM y mayor compatibilidad, generando la posibilidad del uso del PP en nuevos escenarios. Los resultados experimentales OTR fueron comparados con modelos teóricos que predicen la permeabilidad para estos sistemas, mostrando que las morfologías y los parámetros geométricos de las arcillas son los factores más influyentes en la barrera al oxígeno. Estos resultados muestran que una mayor exfoliación, la cual brinda un mayor beneficio a las propiedades del material compuesto, puede ser alcanzada aumentado la magnitud y el número de IM entre la MMT y la matriz polimérica, con el uso de copolímeros de carácter polar, los cuales sean compatibles con las poliolefinas.