CARACTERIZACIÓN TÉRMICA, MECÁNICA Y TRIBOLÓGICA DE MATERIALES COMPUESTOS DE POLIETILENO Y NANOFIBRAS DE CARBONO TRATADAS POR PLASMA OBTENIDOS POR MOLDEO ROTACIONAL

Abstract

En este trabajo se prepararon nanocompuestos con polietileno y nanofibras de carbono mediante moldeo rotacional con el objetivo de crear piezas con mayor estabilidad térmica y resistencia a la tensión, flexión y al impacto que el polietileno puro. Debido a la baja afinidad entre ambas fases, se trataron químicamente las nanofibras de carbono para mejorar la interacción con el polietileno, el tratamiento consistió en la funcionalización superficial mediante plasma frio de oxígeno para insertar grupos químicos en la superficie de las nanofibras de carbono, para posteriormente tratar las nanofibras con polietileno glicidil metacrilato empleado como compatibilizante entre las nanofibras y el polietileno. Se corroboró la funcionalización química y el tratamiento con el agente compatibilizante en las nanofibras de carbono mediante espectroscopia infrarroja (FTIR) espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS). Las fibras tratadas fueron añadidas en porcentajes en peso de 0%, 0.01%, 0.1% y 1% al polietileno mediante mezclado en seco y mezclado en fundido (extrusión). Los nanocompuestos fueron obtenidos mediante moldeo rotacional, utilizando la temperatura del horno a 300°C, con un calentamiento de 30 minutos en un horno y enfriamiento (fuera del horno) durante 30 minutos con aire forzado. Se obtuvieron piezas para ensayo mediante un cortador laser y se midieron propiedades mecánicas tales como; deformación a la rotura en tensión, módulos y resistencias a la tensión, flexión e impacto, mediante las normas ASTM correspondientes. La morfología de las nanofibras y nanocompuestos fue observada mediante microscopia electrónica de barrido (SEM). La dispersión obtenida con cada método de mezclado de las nanofibras con y sin tratamiento en el polietileno se estudió mediante reología; mientras que el comportamiento térmico de los nanocompuestos mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA).