Estudio de la dispersión de Cloisite 10A en polietilentereftalato reciclado mediante extrusión

Publicado

2017-01-01

Study of the dispersion of Cloisite 10A in recycled polyethylene terephtalate by extrusion

Estudio de la dispersión de Cloisite 10A en polietilentereftalato reciclado mediante extrusión

Palabras clave:

R.PET, extrusion, nanoclay, dispersion, exfoliation (en)
RPET, extrusión, nanoacrilla, dispersión, exfoliación (es)

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Autores/as

Ernestina Elizabeth Banda-Cruz INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD MADERO, CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN PETROQUÍMICA SECUNDARIA https://orcid.org/0000-0003-4828-2636
Sergio Gabriel Flores-Gallardo CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN MATERIALES AVANZADOS, S.C., CHIHUAHUA, CHIHUAHUA https://orcid.org/0000-0001-9467-8602
José Luis Rivera-Armenta INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD MADERO CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN PETROQUÍMICA SECUNDARIA https://orcid.org/0000-0002-9076-2353

Resumen (en)
Resumen (es)

This research focuses on clay dispersion of commercial Cloisite 10A in recycled PET (RPET) to improve the properties of recycled polymer lost in the reprocessing of materials, specifically during extrusion. Varying mixtures of RPET/Cloisite 10A were prepared in a single screw extruder. The mixtures obtained were reprocessed in capillary rheometer-type single screw extruder and passed through a capillary die, at high shear stress to increase the dispersion of clay in the polymer matrix. Results show physical degradation of materials. X-ray diffraction (XRD) indicated exfoliation of clay with low concentrations. Furthermore, rheology results show that viscosity rate decreases with increase in clay concentration in the mixtures. Scanning electron microscopy (SEM) reveals low dispersion of clay with an increase of concentration.

Esta investigación fue enfocada en la dispersión de una arcilla de marca comercial Cloisite 10A en PET reciclado (RPET) para mejorar las propiedades del polímero reciclado que se perdieron en el reprocesamiento de los materiales, específicamente durante la extrusión. Diferentes mezclas de RPET/Cloisite 10A fueron preparadas en un extrusor monohusillo. Las mezclas obtenidas fueron reprocesadas en un extrusor monohusillo tipo reómetro y pasadas a traves de un dado capilar en altos esfuerzos de corte para para incrementar la dispersión de la arcilla en la matriz polimérica. Los resultados muestran degradación física de los materiales. Difracción de rayos X (XRD) indica exfoliación de la arcilla con bajas concentraciones. Además, los resultados reológicos muestran decremento en la viscosidad con incremento de la concentración de la arcilla en las mezclas. Microscopia electrónica de barrido (SEM) revela baja dispersión de la arcilla con incremento de la concentración.

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Citas

Lei, S.G., Hoa, S.V. and Ton-That, M.T., Effect of clay types on the processing and properties of polypropylene nanocomposites. Composites science and technology, 66(10), pp. 1274-1279, 2006. DOI: 10.1016/j.compscitech.2005.09.012.

Lin, J., Compression and wear behavior of composites filled with various nanoparticles, Composites: Part B, 38(1), pp. 79-85, 2007. DOI: 10.1016/j.compositesb.2006.03.012.

Paul, D.R. and Robeson, K.M., Polymer nanotechnology: Nanocomposites, Polymer, 49(15), pp. 3187-3204, 2008. DOI: 10.1016/j.polymer.2008.04.017

Gorrasi, G., Tortora, M., Vittoria, V., Galli, G. and Chiellini, E., Transport and mechanical properties of blends of poly (-caprolactone) and a modified montmorillonite poly (-caprolatone) nanocomposite. J. Polym. Sci. Polym. Phys., 40(11), pp 1118-1124, 2002. DOI: 10.1002/polb.10170.

Fischer, H., Poymer nanocomposites: From fundamental research to specific applications. Mater Sci. Eng. C, 23, pp. 763-72, 2003.

Kickelbick, G., Hybrid Materials: Characterization, and Applications: Wily-VCH, 2007.

Ruiz-Hitzky, E., Aranda, P., Darder, M. and Ogawa, M., Hybrid and biohybrid silicate based materials:molecular vs block-assembling bottom-up processes, Chem. Soc. Rev. 40, pp. 801-828, 2011. DOI: 10.1039/C0CS00052C.

LeBaron, P.C., Wang, Z. and Pinnavaia, T.J., Polymer-layered silicate nanocomposites: An overview. Appl. Clay. Sci. 15, pp. 11-29, 1999. DOI: 10.1016/S0169-1317(99)00017-4

Alexandre, M. and Dubois, P., Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials. Materials Science and Engineering: R: Reports.; 28(1-2), pp. 1-63, 2000, DOI: 10.1016/S0927-796x(00)00012-7

Standard test method for measurement of properties of thermoplastic materials by screw-extrusion capillary rheometer, ASTM Intenational, Designation: D 5422 – 93, pp. 1-7, 2003.

Davis, C.H., Mathias, L.J., Gilman, J.W., Schiraldi, D.A., Shields, J.R., Trulove, P., Sutto, T.E. and Delong, H.C., Effects of melt-processing conditions on the quality of Poly(ethylene terephthalate) montmorillonite clay nanocomposites. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics 40(23), pp. 2661-2666, 2002. DOI: 10.1002/polb.10331

Ajayan, P., Schadler, L. and Braun, P., Nanocomposite Science and Technology, Wiley-VCH, 2003.

Calcagno, C.I.W., Mariani, C.M., Teixeira, S.R. and Mauler, R.S., The effect of organic modifier of the clay on morphology and cristallization properties of PET nanocomposites. Polymer, 48(9), pp. 966-974, 2007. DOI: 10.1016/j.polymer.2006.12.044

Barber, G., Calhoun, B. and Moore, R., Poly(ethylene terephthalate) ionomer based clay nanocomposites produced via melt extrusion, Polymer, 46(17), pp. 6706-6714, 2005. DOI: 10.1016/j.polymer.2005.05.024

Kracalík, M, Mikesova, J., Puffr, R., Baldrian, J., Thomann, R. and Friedrich, C., Effect of 3D structures on recycled PET/organoclay nanocomposites. Polymer Bulletin, 58(1), pp. 313-319, 2007. DOI: 10.1007/s00289-006-0592-5

Wang, Y., Gao, J., Ma, Y. and Agarwal, U., Study on mechanical properties, thermal stability and crystallization behavior of PET/MMT nanocomposites. Composites: Part B, 37(6), pp 399-407, 2006. DOI: 10.1016/j.compositesb.2006.02.014.

Papageorgiou, G.Z., Karandrea, E. and Giliopoulos, D., Effect of clay structure and type of organomodifier on the thermal properties of poly(ethylene terephthalate) based nanocomposites. Thermochimica Acta, 576, pp. 84-96, 2014. DOI: 10.1016/j.tca.2013.12.006

Vassiliou, A., Chrissfis, K. and Bikiaris, D.N., In situ prepared PET nanocomposites: Effect of organically modified montmorillonite and fumed silica nanoparticles on PET physical properties and thermal degradation kinetics. Thermochimica Acta, 500(1), pp. 21-29, 2010. DOI: 10.1016/j.tca.2009.12.005

Mishra, S., Sonawane, S.S., Shimpi, N.G., Influence of organo-montmorillonite on mechanical and rheological properties of polyamide nanocomposites. Applied Clay Science 46(2), pp. 222-225, 2009. DOI: 10.1016/j.clay.2009.07.024

Shirin, N. and Izadyar, E., Different surface modification of poly (Ethylene Terephthalate) and polyamide 66 fibers by atmospheric air plasma discharge and laser treatment: Surface morphology and soil release behavior. Textile Science & Engineering, 2, pp. 1-5, 2012.

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