Volumen II - SAM

2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Materiales: La montmorillonita sódica (MNa) utilizada fue proporcionada por MINARMCO S.A. con CIC
= 70 mEq/100g y tamaño de partícula de 325 Mesh.
Los reactivos empleados en la modificación de la arcilla fueron: cloruro de hexadeciltrimetilamonio
GENAMIN CTAC, diclorodimetilsilano (DMS), diclorometilfenilsilano (MPhS) y diclorodifenilsilano
(DPhS) provistos por SIGMA ALDRICH.
En la preparación de los híbridos polímero/arcilla se empleó HDPE 40055L provisto por POLISUR.
Preparación de la arcilla organofílica: Se preparó una suspensión al 5wt/v% de arcilla sin tratar en agua
destilada a la cual se agregó cloruro de hexadeciltrimetilamonio (ClC16) en exceso con respecto a la CIC. La
mezcla se agitó por 2 h a 80°C y se filtró. Luego de varios lavados para asegurar la eliminación de iones
cloruro se efectuó un test con AgNO3 0,1N hasta percibir ausencia de precipitado. La arcilla organofílica
obtenida (MC16) se secó a 80°C por 48 hs.[5]
Modificación de la arcilla organofílica con distintos siloxanos: En un recipiente se colocó MC16 y se le
agregó silano en una proporción igual al 50% en peso de la masa final. Estos componentes se dejaron durante
5 días a temperatura ambiente. Luego se añadió agua destilada en una relación molar H2O/Si = 20. Después
de 5 días las arcillas tratadas se lavaron completamente hasta alcanzar pH neutro. De acuerdo a los diferentes
silanos usados se obtuvieron los siguientes materiales: MC16_PDMS, MC16_PMPhS y MC16_PDPhS.
Preparación de los híbridos poliméricos: En una cámara de mezcla Rheomix 600 acoplada a un reómetro
de torque Rheocord 9000 se agregaron los pellets de HDPE (97%w/w) junto a las arcillas modificadas
(3%w/w) y se mezclaron durante 10 min a 100 rpm con una Tcabezal = 190°C. De esta manera se obtuvieron
6 muestras: HDPE (polímero puro), HDPE/MNa (HDPE con MNa), HDPE/ MC16 (HDPE con M C16),
HDPE/ MC16_PDMS (HDPE con MC16_PDMS), HDPE/MC16_PMPhS (HDPE con MC16_PMPhS) y
HDPE/MC16_PDPhS (HDPE con MC16_PDPhS).
Caracterización: Los difractogramas de rayos X se realizaron en un equipo Rigaku Miniflex DRX 6000
usando radiación CuKα con filtro de níquel a 30 kV y 15 mA, a una velocidad 2θ = 2°/min.
Los oligómeros de siloxano presentes en las arcillas modificadas se extrajeron de las mismas mediante
extracción soxhlet usando ciclohexano como solvente. El peso molecular de los siloxanos se determinó por
cromatografía de permeación en geles (GPC) en un equipo Agilent equipado con un detector de índice de
refracción y una columna lineal Phenogel. Se emplearon poliestirenos monodispersos como estándares y
cloroformo como eluente (1 mL/min).
Las fotografías SEM de los polímeros modificados se hicieron en un equipo JEOL JSM- 6480 LV. Se
evaluaron las morfologías de las superficies de fractura criogénica de las muestras recubiertas con Au. Los
voltajes empleados fueron de 20kV y 30kV.
Las mediciones de las propiedades mecánicas se realizaron en una máquina universal de ensayos
Instron4204 de acuerdo a norma ASTM D882-91. Los valores extraídos para cada híbrido corresponden al
promedio de 5 a 6 probetas acondicionadas de acuerdo a lo descrito en la norma mencionada. Las
condiciones de ensayo fueron: velocidad de cabezal 50mm/min; distancia inicial entre mordazas de 50mm;
celda de carga de 1kN. Los valores de exactitud del sistema son: 0,2% para la velocidad; 0,15% para el
alargamiento y 0,5% para la carga en las condiciones de ensayo.
Las propiedades reológicas se determinaron en régimen oscilatorio en un reómetro de placas paralelas marca
TA AR2000 en atmosfera de N2.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los difractogramas de rayos X mostraron cambios en las estructuras laminares de los materiales luego de
cada una de los tratamientos de las arcillas al igual que después de ser agregados a la matriz de HDPE. En la
figura 1(a) se observa que después del intercambio catiónico con la sal de amonio se logra un incremento en
el espacio interlaminar del silicato. Con respecto a la figura 1(b), no se observó un cambio significativo de la
posición de los picos. En las figuras 1(c) y 1(d) se puede apreciar un corrimiento de los picos a ángulos más
bajos por lo que se infiere la ocurrencia de una intercalación.
1591