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Título : Desarrollo de un material compuesto de matriz de polietileno de alta densidad reforzado con nanotubos de titanato
Autor : Carrillo Rodríguez, María Gabriela
Palabras clave : Nanocompuesto
nanotubos de titanato
Polímeros
Fecha de publicación : 13-sep-2016
Editorial : Quito, 2016.
Citación : Carrillo Rodríguez, M. G. Desarrollo de un material compuesto de matriz de polietileno de alta densidad reforzado con nanotubos de titanato. 58. Quito : EPN.
Resumen : In this work, the effect of the reinforcement content, dispersion method and use of compatibilizers on the thermal and mechanical behavior of the nanocomposites was studied. These nanocomposites were obtained by extrusion and injection molding of high density polyethylene with compositions between 0,5 and 4 wt% of titanate nanotubes. Mechanical properties were evaluated by tensile and flexural tests based on ASTM standards. Chemical and mechanical dispersion and also the treatment with vinyltrimethoxysilane and maleic anhydride grafted polyethylene were evaluated. Matrix-reinforcement interaction was evaluated with Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). In addition, material morphology was observed by scanning electron microscopy (SEM). The results showed that chemical dispersion with cetyltrimethylammonium reached the highest percentage of 98,3 % and the coupling agent that enables the best compatibility was maleic anhydride grafted polyethylene. The composite reinforced with 1 wt% of titanate nanotubes presented the best property combination with a tensile strength of 19,0 MPa, Young's modulus of 1 845,5 MPa, flexural strength of 15,8 MPa and flexural modulus of 450,0 MPa. Thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) showed that the degradation and crystallization temperatures were 335,0 and 115,7 ° C, respectively and the crystalline fraction of polymer in the composite was 55,6 %.
Descripción : En este trabajo se analizó el efecto de la cantidad de refuerzo, método de dispersión y tipo de compatibilizante en el comportamiento mecánico y térmico de nanocompuestos. Estos fueron obtenidos mediante extrusión e inyección de polietileno de alta densidad con nanotubos de titanato en composiciones desde 0,5 hasta 4 % w/w. Las propiedades mecánicas se evaluaron mediante ensayos de tracción y flexión con base en normas ASTM. Se evaluó la dispersión química y mecánica además del tratamiento con viniltrimetoxisilano y polietileno maleizado. La interacción matriz-refuerzo se analizó con espectrofotometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y difracción de rayos X (DRX). Adicionalmente, se examinó la morfología mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). Los resultados mostraron que la dispersión química con cetiltrimetilamonio alcanzó el mayor porcentaje de dispersión correspondiente al 98,3 % y el agente de acoplamiento que permitió una mejor compatibilidad fue el polietileno maleizado. El material reforzado con 1 % w/w de nanotubos alcanzó la mejor combinación de propiedades con resistencia a la tracción de 19,0 MPa, módulo de Young de 1 845,5 MPa, resistencia a la flexión de 15,8 MPa y módulo de flexión de 450,0 MPa. Los resultados del análisis termogravimétrico (TGA) y calorimetría diferencial de barrido (DSC) mostraron que las temperaturas de degradación y cristalización fueron 335,0 y 115,7 °C, respectivamente y el porcentaje de polímero cristalino del material compuesto fue 55,6 %.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16704
Aparece en las colecciones: Tesis Ing. Química (IQUIM)

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