Volumen II - SAM

2. MATERIALES Y METODOS
El PE usado en el trabajo es un PE de alta densidad de PBB-Polisur (Mw ≅ 65.000 g/mol), mientras que el
PEg se obtuvo por extrusión reactiva de ese PE con anhídrido maléico en un extrusor Goëtffert a 170-190°C.
El grado de injerto logrado es de alrededor de 0,1% p/p. La arcilla usada como carga es una MMT
organofílica comercial (Nanomer I.44P de Nanocor) modificada con haluro de dialquilamonio.
Los compuestos se prepararon mezclando los polímeros con la arcilla durante 25 min en una mezcladora
Brabender Plastograph a 160°C y 40 rpm bajo atmósfera de nitrógeno. Las mezclas obtenidas se identifican
como PEN5-yz donde la sigla PEN se refiere a Nanocompuestos de Polietileno, el 5 a la concentración de 5%
p/p de arcilla, y las letras yz a la relación en peso PEg(y):MMT(z). En este trabajo se presentan datos de
mezclas con relaciones 1:1, 2:1 y 3:1.
La estructura de las arcillas y los compuestos se analiza por microscopía electrónica de barrido (SEM, LEO
EVO-40 XVP) y difracción de rayos-X (DRX, Phillips PW1710) a temperatura ambiente usando radiación
CuKα. Los módulos dinámicos se determinan en un reométro rotacional (Rheometrics RDAII) usando flujo
de corte oscilatorio de pequeña amplitud entre platos paralelos bajo atmósfera de nitrógeno. El módulo
elástico (G′) y el viscoso (G″) es medido a frecuencias entre 0.04 y 400 s -1 y temperaturas entre 150 y 200°C.
El rango de comportamiento viscoelástico lineal de cada material se determina mediante barridos de
deformación dinámica a frecuencia constante.
El comportamiento tribológico de los compuestos se analizó usando la técnica "pin-on-disc". Los ensayos
consistieron en colocar probetas cilíndricas de 6 mm diámetro y 20 mm de longitud en contacto con discos
rotantes de acero SAE 4140 de 40 mm de diámetro sin lubricante. El coeficiente de fricción y la resistencia al
desgaste fue calculada de acuerdo con la norma ASTM G99 midiendo la pérdida de peso de la probeta luego
de 3456 m de recorrido a velocidad constante de 375 rpm (90 min de ensayo) usando una carga de 40 N
sobre la probeta.
3. RESULTADOS Y DISCUSION
En la Fig. 1 se presentan los datos del módulo elástico y la viscosidad dinámica (η' = G''/ω) del PE y el PEg,
así como los de tres mezclas de PE/PEg a la temperatura de 150°C. Estas mezclas fueron preparadas con las
proporciones que los polímeros presentan en los tres compuestos con MMT que se consideran en este
trabajo. El PE usado en la caracterización reológica fue previamente procesado en la mezcladora, en las
mismas condiciones que las mezclas. Se puede observar que las matrices poliméricas presentan módulos que
tienen valores intermedios entre los de los polímeros mezclados. Por otro lado, los resultados son cercanos a
los que predeciría la regla de mezclado logarítmica, por lo que no muestran evidencia de inmiscibilidad entre
los polímeros.
G´ (Pa)
10 5
10 4
10 3
10 2
10 1
10 -2
10 0
10 -1
10 0
10 1
10 2
10 3
10 -1
ω (s-1)
Fig. 1 - Módulo elástico de los polímeros y las mezclas con relaciones 80:15(+), 85:10(◊) y 90:5(○) a 150°C.
1562
PE
PEg
matriz 90/5
matriz 85/10
matriz 80/15
10 4
10 3
10 2
10 1
10 0
η´ (Pa.s)