EFECTOS DE LA INCORPORACIÓN DE POLIETILENTEREFTALÁTO SOBRE LA ESTRUCTURA Y PROPIEDADES MECÁNICAS DE MATERIALES COMPUESTOS POLIPROPILENO-VIDRIO

Autor: ARENCÓN OSUNA DAVID
Año: 2002
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA
Centro de realización: ESCOLA TÉCNICA SUPERIOR D'ENGINYERIA INDUSTRIAL DE BARCELONA
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES
Director: VELASCO PERERO JOSE IGNACIO
Tribunal: MARTÍNEZ BENASAT ANTONIO , SAJA SAÉZ JOSÉ ANTONIO DE , MARTÍN MARTÍNEZ JOSÉ MIGUEL , RODRÍGUEZ PÉREZ MIGUEL , SANTANA PÉREZ ORLANDO
Resumen de la tesis

El presente trabajo tiene como objetivo principal el estudio de las relaciones existentes entre la microestructura, las propiedades y las condiciones del procesamiento de los materiales compuestos polipropileno (PP)-vidrio con interfase modificadas (diversos grados de adhesión). Fueron preparadas, mediante extrusión doble husillo, una amplia gama de compuestos con un porcentaje constante de vidrio (en forma de microesferas), eligiéndose un 26% en volumen para maiximizar la importancia de la interfase. La modificación del grado de adhesión fue realizada actuando por dos vías: A,- Incorporación de un copolímero polipropileno-co-anhídrido maléico (MAPP) y/o polietilentereftaláto (PET). B,- A través de tratamientos superficiales sobre las microesferas de vidrio usando silianos organofuncionales. Primeramente, se estudiaron las mezclas sin vidrio PP/PE y PP/MAPP/PET. Su morfología de fases fue analizada mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y transmisión (TEM), mientras que su estructura fue estudiada mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (ft-IR), espectroscopia Raman y difracción de rayos X (WAXD). La acción compatibilizante del MAPP en esta mezcla se puso de manifiesto por la reducción de tamaños de la fase dispersa de PET y diferencias en su estructura cristalina. Asimismo se pudo observar un marcado efecto nucleante del PET sobre la fase PP, según revelan los resultados del análisis calorimétrico (DSC) y microscopía óptica de luz polarizada. Según los resultados del análisis térmico mecánico-dinámico (DMTA), si bien no se aprecian variaciones significativas en la Tg del PP, la relajación alfa varia de forma apreciable, relacionándose con variaciones en la interfase cristalina. Igualmente, la variación del factor de pérdidas (Tan) se asociaron a diferencias en rigidez y grado de adhesión interfacial. La caracterización mecánica, realizada a través de ensayos de tracción a diferentes velocidades de solicitación, puso de manifiesto los diferentes grados de adhesión interfacial alcanzados, destacando el marco efecto sinergístico de la incorporación de PET y MAPP en la matriz. Estos resultados fueron complementados con observaciones SEM, que permitieron apreciar, además de la adhesión, una tendencia destacable del PET a encapsular a las microesferas de vidrio. Para la caracterización cuantitativa del comportamiento a fractura, se tuvieron que aplicar diversos criterios, dependiendo del grado de adhesión alcanzado. Los compuestos con un fuerte grado de adhesión presentaron una rotura frágil, aplicándose en este caso la Mecánica de la Fractura Elástico Lineal, siendo los sistemas más tenaces aquellos que contenían MAPP y microesferas tratadas con "aminosilanos". Por su parte, aquellos con sistemas de baja adhesión presentaron un alto grado de deformación durante la propagación de la grieta, por lo que fueron analizados según el criterio de Integral - J, propio de la mecánica de la fractura Elastoplástica, e inclusive a través del concepto de Trabajo Esencial de Fractura (EWF) en geometría DDENT (Tracción sobre probetas doblemente entalladas).
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