Estudio del efecto de la adición de pasta semiquímica a una matriz de polipropileno en propiedades mecánicas, térmicas, y absorción de agua

Abstract

El trabajo que se presenta a continuación estudia la adición de pasta semiquímica de Leucaena a una matriz de polipropileno. Se ha usado un mezclador cinético para generar el material compuesto de polipropileno, pasta semiquímica de Leucaena Collinsii y polipropileno con injertos de anhídrido maleico como agente de acoplamiento. A continuación se ha triturado el material y se ha inyectado para obtener probetas estandarizadas. Estas probetas han sido ensayadas a tracción, flexión e impacto para caracterizar mecánicamente el material. También se han analizado sus propiedades térmicas mediante distintos ensayos: termogravimetría analítica, calorimetría diferencial de barrido, análisis termomecánico y análisis dinámico mecánico. Se ha estudiado la absorción de agua de estos materiales en atmósfera controlada. Finalmente se ha observado la sección fracturada de una probeta de cada material mediante microscopía electrónica de rastreo. Además se ha efectuado una modelización de los resultados mecánicos con el objeto de obtener las propiedades intrínsecas de la fibra en el material compuesto y distintos coeficientes de transmisión de esfuerzos. Los resultados obtenidos a tracción y flexión muestran un aumento de la resistencia máxima y del módulo de rigidez lineal al incrementar la presencia de refuerzo. Esto indica que estas propiedades siguen la regla de las mezclas. En este trabajo se determinan las propiedades intrínsecas de la fibra (módulo y resistencia máxima) mediante el análisis micromecánico. Además se obtiene que los coeficientes de eficiencia de transmisión de esfuerzos son satisfactorios. Los resultados de impacto ofrecen una disminución de su resistencia al aumentar la cantidad de refuerzo si no están entallados, y al revés cuando lo están. El análisis termogravimétrico muestra únicamente dos zonas de degradación correspondientes a los dos materiales principales. El termograma obtenido de la calorimetría muestra que el refuerzo actúa también como agente nucleante. Esto se refuerza con los resultados que ofrece el análisis del módulo de pérdidas mediante DMA. El coeficiente de expansión térmica disminuye linealmente al aumentar la presencia de reuferzo. Las imágenes microscópicas muestran fibras rotas y mayormente bien unidas. Lo que sugiere una buena compatibilización. Finalmente, el aumento de fase polar en el compuesto incrementa la capacidad de este para absorber humedad. El coeficiente de difusión aumenta ligeramente al aumentar el refuerzo.