Muestras secas
APENDICE 1 Figura 4. DMA del NBC-7
29
50
40
10
Lo
APENDICE 1
APENDICE II
APÉNDICE II
1. Modelos de soluciones binarias Tester (1946) mecanismo osmótico:
= aw para a )0.5 (W+K)
White and Eyring (1947)
(WWm )
w
= Ka para W)Wm Barrer(1947)aw = z/2
(1-2/ zV2)"
Dole(1948)
w
= Ka1—a
z, número de coordinación; V, V2 , fracción volumen de agua y polímero.
Fiory y Huggins (Fiory, 1953).
lnaw =lnV1 +V2 +V 2
V, V, fracción volumen de agua y polímero, X, parámetro de interacción polímero- solvente.
Rogers et. al. (1959).
IN Inaw = in V + V2 + + CV2"
1/3
*
II. Modelos combinados
- 7. Peirce(1929)
aw =1—exp[—K(W—Wm)]
166
Hailwood and Horrobin (1946) W Klaw 1- K2a
W. 1+K1a 1—K 2aw
W
Smith (1947).
W=K1 —K 2 1n(1—a) corrección por el hinchamiento: W
= K1 - K 2 ln(1 - a)
l+w
McLaren and Rowen (1952), modelo BET con dos tipos de sitios de absorción
w
l — aw= WmC + W'mC' aw 1+(C -1)a 1+(C'-1)a Rowen (1958).(wi.
21fl ( i_1J +
log WrnWm +1c Wm
loga=1 2
s
W. Wm W. ) Wm
,) jB, relación volumen de monómero/ volumen de solvente; C, coeficiente del calor de mezclado.
Enderby (1955) and King (1960)
= K1K2a
+ W'mK2a 1+K1a 1— K2a
Kollmann (1962)
j]2j W=Kia+K2exP[_K3[aw_(1+ 1
JK 3
APÉNDICE II
D'Arcy and Watt (1970)
= KKa
+ K4K5a 1+K1a
+
K3a1—K4a 15. Asbi (1986)
h=hJ +hH +hJJJ
- Para la primer y segunda región hJ,H = hjj + Ca w y para la tercer región h111 = Aa.
16 Schuchmann (1990)
1
h = CX , donde x = ln _1 y m = C1 x 1—a) (1+C2 xXC3 —x) y dependiendo de la humedad relativa:
h= 1
para 0:!~x<C3 x=0,a_-0,h=1/C3 >0 (1 + C2 x)(C3 - x)
h= 1
para 0:5xKco, x —>co, a-1, h —> C --'-
(1 + C2 x)(C3 - x) C2
h= C1x
para 0:i~x<C3,
I_J1'\
1C3 —x h C1LJC1
17. Auerbach (1991)
[H2o]= A3K3[HR]2 1+K 3 [HR]2 Hernández et. al. (1994)
V, =V + V,,L =F(a,)+ Ka 1+ Ba
Referencias
Tester, D., .1 Polym. Sci., 19, 535 (1946).
Whie, H. J., Eyring, H., Text. Res. J., 17, 523 (1947).
Barrer, R.M., Trans. Faraday Soc., 43,3(1947).
Dole, M., J. Chem. Phys., 16,25 (1948).
Rogers, C.E., Stannett, Y., Zswarc., M., 1 Phys. Chem., 63, 1406 (1959).
Peirce, F.T., 1 Textile Inst., 20 T 133, (1929).
Hailwood, A.J., Horrobin, S., Trans Faraday Soc., 42B, 84 (1946).
Smith, S. E., 1 Am. Chem. Soc. 69, 646 (1947).
McLaren, A. D., Rowen, R., 1 Polym. Sci., 7, 289 (1952).
Rowen, J. W., 1 Polym. Sci., 31, 199 (1955).
Enderby, D. G., Trans. Faraday Soc., 51, 106 (1955).
King, G. in "Moisure in Textiles" (Hearle, J., Peterds, R.H. eds), p 59, Butterworths, London (1960).
Kollemann, F., Die Naturwissenschaften, 49, 206 (1962).
Dacy, R.L., Watt, 1. C., Trans. Am. Soc. Agri. Eng., 8, 293 (1970).
APÉNDICE III
APÉNDICE III
170
Índice de Figuras
- Capítulo 1
4 Figura 1.1 Efecto del contenido de prepolímero en las propiedades del NBC [31]. 14 Figura 1.2 Incremento en peso del Nylon-6 y el NBC por efecto de la absorción de agua [31]. 15 Figura 1.3 Efecto del tipo de poliol en el NBC sobre la estabilidad dimensional. 16
Figura 1.4 Representación esquemática del proceso RI1M 26
Capítulo 3
Figura 3.1 Equipo utilizado para simular el proceso RIM en el laboratorio 52 Figura 3.2 Baño de agua utilizado en el laboratorio par las pruebas de inmersión 60
Capítulo 4
Figura 4.1 Espectros de FT-IR de la c-caprolactama, del prepolímero y del NBC 67
Figura 4.2 Termograma de DMA del NBC 69
Figura 4.3 Termograma de DSC del NYRIrVI 70
Figura 4.4 Termograma de DSC del NBC (80/20) 71
Figura 4.5 Termograma de DSC del NBC (44/56) 72
Figura 4.6 Termograma de DSC de la mezcla Nylon-6/poliéster (80/20). 73 Figura 4.7 Termograma de DSC de la mezcla de Nylon-6/políester (44/56). 74 Figura 4.8 Comparación de las curvas de pérdida de peso entre el prepolímero de
poliésteramida, el Nylon-6 y el NBC. 75
Figura 4.9 Micrografia electrónica de barrido del NBC con 20% de fase elastomérica 77 Figura 4.10 Termograma de DSC de la resma fenólica. Sin curado 82 Figura 4.11 Termograma de DSC de la resma fenólica con 30 min de curado a 170 °C. 82 Figura 4.12 Termograma de DSC de la resma fenólica con 45 min de curado a 170 °C 83 Figura 4.13 Termograma de DSC de la resma fenólica con 60 min de curado a 170 T. 83 Figura 4.14 Termograma de DSC de la resma fenólica con 90 min de curado a 170 °C 84 Figura 4.15 Termograma de DSC de la resma Novolac (resma fenólica sin curar) [91] 85 Figura 4.16 Micrografia óptica que muestra la formación de aglomerados de partículas
(N13C-7 100). Aumento 5X 87
Figura 4.17 Micrografia óptica que muestra la distribución del reforzante en la matriz
APÉNDICE III
Figura 4.18 Expansión lineal en función del tiempo de inmersión en agua a 20 °C del NBC
y los NBC reforzados con resma fenólica. 89
Figura 4.19 Micrografia de la fractura en los copolímeros reforzados con resma fenólica
(NBC-3 100) 90
Figura 4.20 Micrografia del NBC reforzado con resma fenólica donde se puede observar la
estructura de la partícula dereforzante (NBC-7 100) 91
Figura 4.21 Micrografia de la fractura en los copolímeros reforzados con resma fenólica
(NBC-1100) 91
Figura 4.22 Espectro de difracción de rayos X del NBC y los copolímeros reforzados 92 Figura 4.23 Variación de la Tg en los materiales compuestos con resma fenólica 94 Figura 4.24 Variación de E' en los materiales compuestos con resma fenólica a O O C. 95 Figura 4.25 Resistencia al impacto en función del contenido de resma fenólica en el NBC 97 Figura 4.26 Módulo de flexión en función del contenido de resma fenólica en el NBC 98
Capítulo 5
Figura 5.1 Isotermas de absorción de agua a tiempos cortos para el NYRIM a 25 oc en base
a un gramo de material seco. 103
Figura 5.2 Isotermas de absorción de agua a tiempos largos para el NYRIM a 25
°c
en basea un gramo de material seco. 104
Figura 5.3 Isotermas de absorción de agua a tiempos largos para el NYRIM a 30
°c
en basea un gramo de material seco. 105
Figura 5.4 Determinación de la concentración de agua en el equilibrio para
100%deHRa25°C 106
Figura 5.5 Variación de Nc con la humedad relativa en el NYRIM 110 Figura 5.6 Isoterma de absorción de agua en los materiales a 70% de humedad relativa
y 20°c durante 120 minutos. 113
Figura 5.7 Isoterma de absorción de agua en los materiales a 80% de humedad relativa
y 20°C durante 120 minutos. 114
Figura 5.8 Isoterma de absorción de agua en los materiales a 90% de humedad relativa
y 20°C durante 120 minutos. 114
Figura 5.9 coeficiente de difusión de agua en los copolímeros determinado en los
primeros 120 min del proceso de absorción a 20 T. 115 Figura 5.10. Isoterma de absorción de agua en los materiales a 70% de HR y 20 oc 117 172
Figura 5.11. Isoterma de absorción de agua en los materiales a 80% de HR y 20 oc 118 Figura 5.12. Isoterma de absorción de agua en los materiales a 90% de HR y 20 °C 118 Figura 5.13 Coeficiente de difusión de agua a 90 % HR para el NBC y el NBC-7 120 Figura 5.14 Isoterma de absorción de agua a 70 % de RH y 25 °C 122 Figura 5.15 Isoterma de absorción de agua a 90 % de RH y 25 oc 123 Figura 5.16 Isoterma de absorción de agua a 70 % de RH y 30 °C 123 Figura 5.17 Isoterma de absorción de agua a 90 % de RH y 30 °C 124 Figura 5.18 Variación de la Ea en los NBC con la concentración de resma fenólica 125 Figura 5.19 Termograma de DSC de los materiales húmedos para cuantificar el agua
enlazada 127
Figura 5.20 Agua enlazada en los copolímeros en relación al contenido de resma fenólica 127 Figura 5.21 Agua libre en los copolímeros en relación al contenido de resma fenólica 128 Figura 5.22 Variación de la relación de bandas de absorción del grupo amida libre y
asociado respecto a la concentración de resma fenólica 129
Modelo teórico
Figura 5.23. Variación en el contenido de agua en el NYRIM con la actividad del agua
a 30°C 134
Figura 5.24 Variación en el contenido de agua en el NBC con la actividad del agua
a 30° C, utilizando el modelo propuesto por Asbi [71]. 135 Figura 5.25 Variación en el contenido de agua en el NBC-1 con la actividad del agua a 30° C,
utilizando el modelo propuesto por Asbi [71]. 136
Figura 5.26 Variación en el contenido de agua en el NBC-3 con la actividad del agua a 20° C,
utilizando el modelo propuesto por Asbi [711. 136
Figura 5.27 Variación en el contenido de agua en el NBC-7 con la actividad del agua a 20° C,
utilizando el modelo propuesto por Asbi [71]. 137
Figura 5.28 Variación en el contenido de agua en el NBC con respecto a la actividad del
agua a 30°C, utilizando el modelo GAB. 139
Figura 5.29 Variación en el contenido de agua en el NBC-1 con respecto a la actividad del
agua a 30°C, utilizando el modelo GAB. 140
Figura 5.30 Variación en el contenido de agua en el NBC-3 con respecto a la actividad del
APÉNDICE III
Figura 5.31 Variación en el contenido de, agua en el NBC-7 con respecto a la actividad del
agua a 30°C, utilizando el modelo GAB. 141
Figura 5.32 Variación en el volumen total de agua en el NBC con respecto a la actividad
del agua a 30°C, utilizando el modelo dual propuesto por Hernández [70]. 144
* Figura 5.33 Variación en el volumen total de agua en el NBC-1 con respecto a la actividad
del agua a 30°C, utilizando el modelo dual propuesto por Hernández [70]. 144 Figura 5.34 Variación en el volumen total de agua en el NBC-3 con respecto a la actividad
- del agua a 30°C, utilizando el modelo dual propuesto por Hernández [70]. 145 Figura 5.35 Variación en el volumen total de agua en el NBC-7 con respecto a la actividad
del agua a 30°C, utilizando el modelo dual propuesto por Hernández [70]. 145 Figura 5.36 Variación en la fracción volumen total de agua en el NYRIM con respecto a
a a 30 °C, utilizando el modelo dual propuesto por Hernández [70]. 146 Figura 5.37 Variación en la concentración de agua absorbida en el NYRJIvI con respecto a a
a 30 °C, utilizando el modelo propuesto por Auerbach [65]. 148 Figura 5.38 Variación en la concentración de agua absorbida en el NBC con respecto a a
a 30 °C, utilizando el modelo propuesto por Auerbach [65]. 148 Figura 5.39 Variación en la concentración de agua absorbida en el NBC-1 con respecto a a
a 30 °C, utilizando el modelo propuesto por Auerbach [65]. 149 Figura 5.40 Variación en la concentración de agua absorbida en el NBC-3 con respecto a a,,,
a 30 °C, utilizando el modelo propuesto por Auerbach [65]. 149 Figura 5.41 Variación en la concentración de agua absorbida en el NBC-7 con respecto a a,,,
a 30 °C, utilizando el modelo propuesto por Auerbach [65]. 150
Índice de Esquemas
Capítulo 1
Esquema 1.1 Iniciación térmica de la polimerización de la c-caprolactama. 4 Esquema 1.2 Polimerización de la c-caprolactama iniciada con una base fuerte (B) 4
Esquema 1.3. Formación de una aminoacil-lactama 5
Esquema 1.4 Reacción de propagación 5
Esquema 1.5. Uso de una amina primaria para controlar el peso molecular y su
distribución en el Nylon-6. 6
Esquema 1.6. Posibles estructuras de los copolímeros en bloque. 9
174
Esquema 1.7. Formación del prepolímero de poliésteramida 11
Esquema 1.8. Formación del NBC 12
Esquema 1.9 Productos de reacción entre fenol y formaldehído 22 Esquema 1.10 Formación de puentes metilénicos y del tipo éter en las resinas fenólicas 22
Esquema 1.11 Formación de puentes metilénicos 22
Esquema 1.12 Síntesis de la resma Novolac 23
Esquema 1.13 Mecanismo de polimerización del Nylon-6 por RIM 28
Esquema 1.14 Absorción de agua en el Nylon-6 31
Capítulo 2
Esquema 2.1 Formación de puentes de hidrógeno entre la resma fenólica y el NBC 47
Capítulo 4
Esquema 4.1 Reacción de copolimerización para la obtención del NBC 65
Esquema 4.2 Síntesis de la resma Novolac 80
Esquema 4.3. Entrecruzamiento de la resma fenólica Novolac con HMTA 81
Índice de Tablas
Capítulo 1
Tabla 1.1 Absorción de humedad en los diferentes Nylon's a la saturación 7 Tabla 1.2 Comparación en las propiedades mecánicas del Nylon-6 modificado con diferentes
elastómeros [22]. 8
Tabla 1.3 Efecto del contenido de prepolímero sobre las propiedades fisicas del NBC [27]. 13 Tabla 1.4 Reforzantes para NBC (con 20% de prepolímero) [30]. 18 Tabla 1.5 Efecto del reforzante en la estabilidad dimensional del NBC (80/20) [30]. 19 Tabla 1.6 Comparación entre el proceso RIM y el proceso típico de Inyección [42]. 25
Capítulo 3
Tabla 3.1 Concentración de reactivos para la síntesis del catalizador de caprolactamato
de bromo-magnesio. 50