Nanocompósitos de PVC elaborados por un proceso Masterbatch

Abstract

ABSTRACT: The polymers formulation with fillers of at least one nanometric dimensions has allowed materials with improved properties to be developed. In this work, the Poly (vinyl chloride) (PVC)/clay nanocomposites with different clay concentrations (3, 4 & 5%), were obtained. In addition the PVC/PCL/MMT and the PVC/PLLA/MMT nanocomposites were obtained using PCL and PLLA masterbatches with MMT clay. A two-step mixing sequence was employed to prepare the later PVC nanocomposites from masterbatch. The masterbatches of PCL/clay and PLLA/clay were produced by the method of melt intercalation in a two-roll mill. Then, to elaborate nanocomposites with a final concentration of 3% clay, each masterbatch was mixed with PVC into an extruder. The morphology of nanocomposites was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and the dispersion of clay into the PVC nanocomposite evaluated by both X-ray diffraction (XRD) and electronic transmission microscopy (TEM). The mechanical properties (tensile strength, elongation, Young's modulus and impact strength) of the nanocomposites were determined from samples obtained from molded plates; finally the thermal stability was evaluated using thermogravimetric analysis (TGA).

RESUMEN: La formulación de polímeros con cargas de cuando menos una dimensión manométrica, ha permitido obtener materiales con propiedades mejoradas. En el presente trabajo se obtuvieron nanocompósitos de PVC/MMT (montmorillonita) con diferentes concentraciones de arcilla (3, 4 y 5%), también se obtuvieron nanocompósitos de PVC/PCL/MMT y PVC/PLLA/MMT a partir de un masterbatch (concentrado) de dichos poliésteres (PCL y PLLA) con arcilla MMT. Para la preparación de los nanocompósitos de PVC a partir del masterbatch se utilizó una secuencia de mezclado en dos etapas. En un primer paso se elaboraron los masterbatches de PCL/arcilla y PLLA/arcilla por el método de mezclado en fundido en molino de doble rodillo. Posteriormente en un segundo paso, cada masterbatch se mezcló con el PVC en un extrusor para elaborar nanocompósitos con una concentración final de 3% de arcilla. La morfología de los nanocompósitos se evaluó por microscopía electrónica de barrido (MEB) y la dispersión de la arcilla en los nanocompósitos de PVC fue evaluada tanto por difracción de rayos X (DRX) como por microscopía de transmisión electrónica (MET). Se determinaron las propiedades mecánicas (resistencia a la tensión, elongación, módulo de Young y resistencia al impacto) a partir de probetas obtenidas de placas moldeadas, mientras que su estabilidad térmica se determinó por análisis termogravimétrico (ATG).