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EuroWire – Marzo de 2009
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artículo técnico
propiedades de barrera, como resistencia
•
a la permeabilidad y a los solventes
propiedades ópticas
•
conductividad iónica
•
La propiedad que ha despertado el interés
y el creciente entusiasmo científico y
tecnológico, se basa en las escalas de
longitud fundamental que determinan
la morfología y las propiedades de estos
materiales.
Entre
los
silicatos
estratificados,
la
montmorillonita (Na+MMT) evita la formación
de un polímero intercalado. La MMT no es
nociva para el ambiente, es abundante y
económica por naturaleza y ha sido aplicada
en numerosos campos industriales por su
buena relación prestaciones-costes.
La MMT presenta agrupaciones de esmectita
dioctaédrica, que consisten en capas de
silicato de aproximadamente 200nm de
longitud y 1nm de espesor. El espacio entre
las capas apiladas es aproximadamente de
1nm.
La característica excepcional de laMMT es que
las capas de silicato pueden ser expandidas
e incluso delaminadas por moléculas
orgánicas en condiciones adecuadas. Por
lo tanto, durante la elaboración de los
nanocompuestos polímero-MMT, las capas de
silicato a nanoescala pueden ser dispersados
en la base polimérica y la fase de refuerzo se
forma in-situ a nivel molecular, lo que es muy
diferente de lo que sucede con compuestos
convencionales con carga. Además, se ha
comprobado que los nanocompuestos
polímero-MMT pueden ser preparados
mediante
técnicas
de
procesamiento
convencionales, como los métodos de
extrusión e inyección.
4 Investigación
y desarrollo
La actividad de investigación de B & B
Compounds se ha centrado en la preparación
y caracterización de:
Material nanoestructurado con Na+MMT
•
Hidróxidos minerales sintetizados (SMHs)
•
Sistemas de estabilizadores de Ca-Zn sin
•
metales pesados
Se han realizados pruebas usando dos
formulaciones de base de PVC suave utilizado
para el revestimiento y el aislamiento
de cables eléctricos. En el caso de la
incorporación de Na+MMT, se ha estudiando
el grado de dispersión mediante microscopía
electrónica de barrido (SEM) (
Figura 1
) y
difracción de rayos X (XRD) (
Figura 2
).
Como se puede ver mediante las técnicas
XRD y SEM, la Na+MMT se presenta exfoliada,
en particular el modelo con técnica XRD
de la Na+MMT muestra un valor de pico de
2θ=7, 2, mientras el modelo con técnica XRD
del compuesto PVC/Na+MMT muestra una
disminución de intensidad hacia los valores
más bajos del ángulo.
Se han estudiado varias propiedades para
aplicaciones de cables:
Estabilidad térmica – CEI 20-34
•
LOI para retardo de la llama – CEI 20-22/4
•
Envejecimiento acelerado – CEI 20-34
•
Emisión de HCI – CEI EN 50267-1
•
Resistividad volumétrica – ASTM D 257
•
Densidad de humos – ASTM E 662
•
Índice de temperatura – ISO 4589-3
•
En la
Tabla 1
se puede ver que el compuesto
PVC/Na+MMT, aunque esté exfoliado, revela
una disminución de estas propiedades. En la
Figura 3
, el TGA (análisis termogravimétrica)
es indicado como % de pérdida de peso/
temperatura.
La primera disminución corresponde a la
dehidroclorinación.
La segunda disminución entre 425° y 600°C
muestra una pérdida de tolueno y xileno,
formados a partir de la poliolefina reticulada
por la temperatura. Otro calentamiento más
causa la formación de estructuras policíclicas
aromáticas.
Propiedad
Unidades
Tipo de carga
Ca/Zn
Na+MMT
SMHs
Resistencia a la tracción después
de 168h a 100°
MPa
15
13
10
5
15
14
Alargamiento de rotura después
de 168h a 100°
%
380
370
140
90
390
400
Estabilidad térmica
Minutos
60
10
100
LOI
%O
2
29*
25
29
Emisión de HCI
mg/g
190
198
150
Resistividad volumétrica
Ω.cm C° 20
0.06 X 10
14
0.01 X 10
14
1.2 X 10
14
Tabla 1
▼
▼
*con Sb
2
O
3
Nótese que la arcilla en cuestión (montmorillonita) presenta
dimensiones de 1mm de espesor y 100-500nm de ancho.
Hoja
tetraédrica
Hoja
tetraédrica
Lámina
octaédrica
Átomo de
oxígeno
Aluminio
Átomo
de
silicio
Eje C
MMT
▲
▲
Figura 1
▲
▲
:
PVC/Na+MMT con SEM
Figura 3
▲
▲
:
TGA–CompuestosSMHs/CompuestosCaZn
Figura 2
▲
▲
:
Na+MMT y PVC/Na+MMT con XRD
% de pérdida de peso
Temperatura °C