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Polimerización in situ de poliestireno de alto impacto en presencia de nanopartículas de sílice y micropartículas de Mg(OH) y su Influencia sobre la Cinética de Polimerización, la morfología de las fase elastomérica y la retardancia a la flama en los nanocompuestos finales
Autor
ANDRES UBALDO ALARCON
Resumen
En el presente trabajo de investigación se sintetizó poliestireno de alto impacto (HIPS, por
sus siglas en inglés, High Impact Polystyrene), y nanocompuestos polímericos a base de
HIPS y diferentes concentraciones de nanopartículas de SiO modificadas superficialmente
y sin modificar, y de micropartículas comerciales de Mg(OH) 2
, mediante polimerización In situ por radicales libres.
Previamente, las nanopartículas de SiO2 comerciales fueron modificadas superficialmente
mediante la polimerización de estireno por plasma frio, generado por radiofrecuencia.
Se caracterizaron tanto las nanopartículas de SiO2 como Mg(OH) modificadas
superficialmente y sin modificar en cuanto a su composición, estructura cristalina y
morfología mediante microscopia electrónica de transmisión (TEM). Adicionalmente, se
utilizó microscopía electrónica de barrido para establecer la morfología del Mg(OH).
Por
otro lado, se realizaron análisis de espectroscopia infrarroja (IR), análisis
termogravimétrico (TGA) a fin de determinar cualitativa y cuantitativamente la
modificación realizada sobre las nanopartículas.
Una vez caracterizadas ambos tipos de partículas, estas se incorporaron a un sistema de
reacción por lotes, donde se polimerizó estireno en presencia de Polibutadieno y con
diferentes concentraciones de nanopartículas, utilizando 0.1% en peso de peróxido de
benzoílo (BPO) como iniciador. Cabe destacar que durante esta reacción se dio
seguimiento a la cinética de polimerización a través de la determinación de la conversión
en función del tiempo.
Las características de los nanocompuestos de HIPS/SiO2, HIPS/Mg(OH) yHIPS/SiO
2/Mg(OH) se determinaron mediante diversas técnicas de caracterización como:
Cromatografía de exclusión por tamaño (SEC), para evaluar pesos moleculares y
distribución de pesos moleculares (M2n, M y DPM), Microscopia electrónica de barrido y
transmisión (STEM) para caracterizar la morfología de la fase elastomérica, Contenido de
Gel (CG) y Grado de Injerto aparente (GI) , Resistencia al impacto IZOD y Prueba de
flamabilidad para evaluar la velocidad de quemado de los materiales finales.