Espacio
6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6.5 Reometría Capilar
compuestos conformados con la arcilla C2OA y 1.2 % para los compuestos con arcilla N- i28E con una intensidad de sonificación de 30 %.
- PP
100000- Bl-30%
20A(5)-1.30%
1 10000 s205h
velocidad de corte.
Figura 6.15. Viscosidad vs Velocidad de Corte para nanocompuestos con arcilla tipo C20A.
La Figura 6.15 presenta las curvas de flujo de viscosidad vs velocidad de corte para los nanocompuestos seleccionados de acuerdo a los resultados obtenidos en DRX donde se presentan los nanocompuestos con 5 y 10 % de nanoarcilla del tipo C20A, en comparación con la muestra de PP virgen. Como se esperaría todos los nanocompuestos con arcilla presenten viscosidades mayores que las obtenidas para el PP de referencia, siendo solo la muestra sin arcilla y con MA tratada a intensidad de 30 % de ultrasonido, la que presentó viscosidades menores a las del PP virgen. Esta disminución en viscosidad para esta muestra pudiera estar relacionada con el efecto que tiene el ultrasonido en la ruptura de cadenas y por tanto en la disminución del peso molecular al igual que la disminución de la viscosidad respecto al PP virgen también es probable que exista un efecto lubricante del MA no funcionalizado que está en el nanocompuesto.
Con respecto a los nanocompuestos se observa, principalmente a bajas velocidades de corte, que la muestra con 5 % de esta arcilla presenta una mayor viscosidad lo cual pudiera
atribuirse a una mayor interacción de esta arcilla órgano-modificada con el grupo polar del MA injertado en las moléculas de PP.
El hecho de que los nanocompuestos presenten mayor viscosidad con respecto a la matriz de PP de referencia puede atribuirse a que existieron interacciones entre los grupos polares del MA injertado con los grupos del surfactante o de la superficie de las capas de arcilla.
Las interacciones pueden contribuir a una disminución en la movilidad de las cadenas poliméricas haciendo el material más rígido y más difícil de fluir, y por ende provocando un incremento en la viscosidad. Resultados similares se encuentran reportados'28'129' por varios autores para otros sistemas de nanocompuestos.
pp
-S C30B(5)-l-S/US
100000 A C3OB(5)-l-60%
In o
¡0000
>
1 lO loo
velocidad de corte, s
Figura 6.16. Viscosidad vs Velocidad de Corte para nanocompuestos con arcilla tipo C30B.
En la Figura 6.16 se presentan las curvas reológicas para los nanocompuestos con arcilla del tipo C30B. Como se puede apreciar en esta Figura no se presentan tendencias que nos
permitan incidir sobre el comportamiento de los diferentes compuestos. Todas las curvas de los nanocompuestos presentan viscosidades solo ligeramente superiores a las del PP virgen y muy similares entre sí. Esto nos lleva a deducir que con este tipo de arcilla no se presentó ninguna interacción con la matriz polimérica. Lo anterior coincide con los resultados de DRX y STEM donde se observó la presencia de tactoides indicando la ausencia de intercalación o exfoliacion y de igual forma la ausencia de interacciones entre la matriz y la arcilla.
100000-
-.- Pp
N-i28E(5)-I-30%
N-i28E(5)-1-45%
-+ N-i28E(5)-1-60%
—y— N-128E( 10)- 1-30%
—1--- N-i28E(5)- I-S/US
-o -o u, o
10000
>
1 lO 100
velocidad de corte, s'
Figura 6.17. Viscosidad vs Velocidad de Corte para nanocompuestos con arcilla tipo N-i28E.
En la Figura 6.17 se aprecia el comportamiento reológico de los nanocompuestos elaborados a base de la arcilla tipo N-i28E donde se aprecia que la muestra formulada con 10 % de esta arcilla se separa del comportamiento de los demás nanocompuestos, pudiéndose decir que este compuesto presenta la mayor viscosidad en todos los intervalos de velocidades evaluados. Esto tal vez esté relacionado con los resultados obtenidos en
DRX donde se apreció que a este contenido de carga se obtenía
Ufl mayor desplazamiento del ángulo de difracción así como un mayor espaciamiento entre capas de las estructuras de
la arcilla. Lo cual indica que a esta concentración pudiera haber mayor intensidad en las interacciones entre el polímero y la arcilla lo que influiría incrementado la viscosidad del sistema. Esto ocurre a diferencia de las otras arcillas donde a estas concentradio1e5 se llega
a una saturación del sistema que evita la posibilidad de penetración del polímero entre sus galerías. Lo anterior pudiera atribuirse a que este tipo de arcilla -i2E) al tener un surfactante con menor número de cadenas largas en comparación con la arcilla C20A permite una mayor penetración del polímero facilitando las interacciones aun a contenidos
mayores de esa arcilla.
En la Figura 6.17 se parecía que los nanocompuestos con 5 % de arcilla
N-i28E aplicando
una intensidad de 30 % de ultrasonido también presentan valores de viscosidad mayores al resto de los compuestos pero menores a la muestra con 10 % indicativo una mayor interacción de la arcilla con la matriz de PP a 5 % de carga.- En general estos compuestos con 5 y 10 % de N-i28E también presentaron los valores mas altos en espaciamiento entre capas según los resultados de DRX, lo cual confirma que con esta arcilla se facilitan las interacciones entre los grupos polares del MA de la matriz polimérica con los grupos del surfactante o de la superficie de la arcilla, que promueve una menor movilidad de las cadenas poliméricas haciendo que el material sea más viscoso.
Se aprecia también en todas estas Figuras que a altas velocidades de corte todos los nanocompuestos presentan viscosidades muy similares a las del PP virgen indicando una procesabilidad muy similar. Esto sugiere que a altas velocidades de corte se presenta una fuerte orientación de las láminas de arcilla en la dirección de flujo lo que ocasiona una disminución en la viscosidad de los nanocompuestos, casi hasta la viscosidad de la matriz polimérica. Esta disminución en la viscosidad a elevadas velocidades de corte también pudiera estar relacionada con el deslizamiento de las cadenas poliméricas sobre las láminas de las nanoarcillas lo cual ha sido reportado anteriormenteU 281301.