Evaluación de las propiedades térmicas y mecánicas del polipropileno reforzado con zeolitas tipo ZSM-5

Abstract

Actualmente, uno de los polímeros sintéticos más importantes a nivel industrial es el polipropileno, debido a sus buenas propiedades físicas y químicas y a su bajo costo. Sin embargo, las propiedades térmicas y mecánicas del polipropileno pueden ser potencializadas utilizando partículas nanoestructuradas como zeolitas microporosas tipo ZSM-5. El uso de estas partículas nanoestructuradas, puede mejorar las propiedades mecánicas y térmicas de la matriz polimérica, para obtener materiales compuestos con mejor calidad (Xu et al., 2016a). De acuerdo con lo anterior, en este trabajo se sintetizaron zeolitas ZSM-5 por método hidrotermal, en el laboratorio de Polímeros de ITM, a partir de tetraetilortosilicato (TEOS), isopropóxido de aluminio e hidróxido de tetrapropilamonio. Las partículas nanoestructuradas fueron caracterizadas por Microscopía Electrónica de Barrido, análisis infrarrojo, análisis BET y análisis termogravimétrico. Las zeolitas se adicionaron al polipropileno por mezclado en fundido utilizando reómetro de torque, con el fin de modificar sus propiedades mecánicas y térmicas. Las pruebas de tensión fueron evaluadas de acuerdo con la norma estándar ASTM D638 y las propiedades mecánicas fueron evaluadas por Calorimetría Diferencias de Barrido y análisis termogravimétrico. Los resultados mostraron que las zeolitas sintetizadas presentan una estructura esférica tridimensional. El análisis infrarrojo mostró que las zeolitas tienen dobles anillo de 5 miembros del tipo MFI, evidenciado por la absorción típica alrededor de 550 cm-1, con un área de superficie de 337 m2/g y tamaño de poro de 8,3 nm. Se modificaron las propiedades mecánicas del compuesto y en la mayoría de los casos fueron mejoradas. Las temperaturas de degradación y de fusión del material compuesto fueron muy similares a las observadas para el polipropileno puro