Resumen

Este estudio evaluó la influencia del contenido de nanocristales de celulosa (CNC) en las propiedades de los nanocompuestos epoxídicos. Los CNC se obtuvieron a partir de celulosa microcristalina mediante hidrólisis ácida. Se incorporaron a la resina epoxi 4,0, 5,5 y 7,0% de CNC sin tratar. Se utilizó la sonicación para dispersar el CNC en la resina. La estabilidad térmica, la temperatura de transición vítrea y el grado de conversión se redujeron según lo observado por Termogravimetría y Calorimetría Diferencial de Barrido, respectivamente. 

Los módulos de tracción y flexión no mostraron mejoras significativas y la resistencia al impacto mostró una ligera reducción debido a la dispersión no uniforme de los CNC, según se observó mediante Microscopía Electrónica de Transmisión. El análisis de Microscopía Electrónica de Barrido mostró un cambio del mecanismo de fractura de la resina epoxi: los CNCs aumentaron el módulo elástico por refuerzo, pero aceleraron la fractura al actuar como defectos. Se aplicó el modelo Halpin-Tsai para predecir el módulo elástico del sistema epoxi/CNC.

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de polímeros de alto rendimiento se ha centrado en materiales reforzados con nanopartículas que pueden mejorar las propiedades en relación con aquellos hechos con materiales puros. Los nanocompuestos poliméricos son materiales que contienen rellenos, en los cuales al menos una de sus dimensiones tiene medidas inferiores a 100 nm, dispersos en una matriz polimérica. Forman parte de una clase de materiales de ingeniería muy atractivos porque proporcionan mejores propiedades mecánicas y térmicas que los compuestos convencionales. Además, solo se requieren pequeñas cantidades de refuerzo. 

LOs nanocristales de celulosa (CNCs) son una de estas partículas que se utilizan porque tienen un conjunto de características particulares que los caracterizan como buenos agentes de refuerzo de matriz polimérica. Estas características son las siguientes: una alta cantidad de grupos hidroxilo que pueden proporcionar la posibilidad de una muy buena interacción en la interfaz polímero/relleno; una alta área superficial específica y alto cociente de aspecto que son importantes para la transferencia de esfuerzos; alta cristalinidad y módulo elástico, que son responsables del aumento de la rigidez; así como alta estabilidad térmica, bajo costo, baja densidad y una morfología peculiarmente interesante.

Debido a las excelentes propiedades de los CNCs, se han desarrollado muchos estudios que muestran su uso como nanorellenos en polímeros. La alta polaridad y alta naturaleza hidrofílica de los CNCs hace que la interacción y dispersión en algunos tipos de matrices poliméricas se vean comprometidas.

• Materias:Gomas y resinas sintéticas Microscopia electrónica Morfología Nanocompuestos Propiedades mecánicas Propiedades térmicas
• Subjects:Gums and resins Synthetic Electron microscopy Morphology Nanocomposites Mechanical properties Thermal properties
• Palabras claves:Nanocristales de celulosa; Nanocompuestos; Resina epoxi
• Keywords:Cellulose nanocrystals; Nanocomposites; Epoxy resin