Physicomechanical behavior of composites of polypropylene, and mineral fillers with different process cycles

Comportamiento fisicomecánico de compuestos de polipropileno y cargas minerales con diferentes ciclos de proceso

In this work, a development of composites of polypropylene [PP] with mineral fillers [M] of talc and calcium carbonate [CaCO₃] by co-extrusion and injection techniques were carried out. In the preparation of the mixtures, was used the rheometric analysis to define the optimum temperature of the extrusion process, and a weight ratio of 80:20 PP: fillers was maintained, while for the injection molding process six generations of PP and its compounds were obtained to study the rheological, thermal, morphological and mechanical properties of the new series of PPnM composites formed from a recycled matrix and the PPMn series reprocessed compounds for up to six cycles. The results allowed correlating the changes due to the thermal history and the influence of adding the mineral fillers. The mechanical characterization in the reprocessed matrix indicated a 6.0% decrease in tensile strength and an increase in flexural strength of 9.9%. Likewise, the compounds showed an increase in tensile strength of 11.7%, while flexural strength reached 35.8%. From the thermogravimetric analysis, the degradation temperature in the matrix gradually decreased from 406.5 °C to 364.3 °C, for the sixth generation with respect to the virgin material by the injection process; meanwhile, for the compounds was maintained around 410 °C indicating an optimal interaction, these results could be contrasted with the colorimetric analysis. Finally, re-injection led to a significant decrease in the size of the talc and CaCO₃ particles; the sizes were estimated from microstructural analysis from Scanning Electron Microscope.

En este trabajo, se llevó a cabo el desarrollo de compuestos de polipropileno [PP] con cargas minerales [M] de talco y carbonato de calcio [CaCO₃] mediante técnicas de coextrusión e inyección. En la preparación de las mezclas, se utilizó el análisis reométrico para definir la temperatura óptima del proceso de extrusión, y se mantuvo una relación 80:20 en peso de PP con las cargas, mientras que para el proceso de moldeo por inyección se obtuvieron seis generaciones de PP y sus compuestos para estudiar las propiedades reológicas, térmicas, morfológicas y mecánicas de las nuevas series de compuestos de PPnM formados a partir de una matriz reciclada y los compuestos reprocesados de la serie PPMn hasta seis ciclos. Los resultados permitieron correlacionar los cambios debidos al historial térmico y la influencia de incorporación de las cargas minerales. La caracterización mecánica en la matriz reprocesada indicó una disminución del 6,0% en la resistencia por tracción y un aumento de la resistencia por flexión del 9,9%. Así mismo, los compuestos mostraron aumento de la resistencia a la tracción del 11,7%, mientras que la resistencia a la flexión alcanzó el 35,8%. Por otro lado, la temperatura de degradación en la matriz disminuyó gradualmente de 406,5 °C hasta 364,3 °C, para la sexta generación con respecto al material virgen; mientras tanto, la temperatura de degradación de los compuestos se mantuvo alrededor de 410 °C indicando una óptima interacción, estos resultados se pudieron contrastar con el análisis colorimétrico. Finalmente, la re-inyección condujo a una disminución significativa del tamaño de las partículas de talco y CaCO₃, los tamaños fueron estimados a partir del análisis microestructural mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM).